JP6231506B2 - アンカーボルト - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート壁等に開設された取付け孔内に固定されるアンカーボルトに関する。

コンクリート壁等に対して他の部品や構造物等を取り付ける場合に、コンクリート壁面に開設された取付け孔内にアンカーボルトを固定し、該アンカーボルトに他の部品や構造物等を取り付ける手法が広く実施されている。取付け孔は壁面に開口を向けた細孔と、該細孔の奥部に形成された拡径孔部とを備えている。該アンカーボルトは長尺状に延び、先端部に拡径孔部に対応して外周面がテーパ状に形成された拡径部を、他端部にボルトを形成した軸体を備えている(特許文献１参照)。軸体の外側には、先端部が拡径部に沿って外向きに曲がるスリーブが摩擦を以てスライド可能に嵌まる。細孔の径はアンカーボルトの拡径部の径及びスリーブの外径と略同じ大きさである。
アンカーボルトを取付け孔内に固定する場合は、スリーブが拡径部から離れるように引き出した状態で拡径部を孔内に挿入する。拡径部が拡径孔部に達した状態でスリーブをコンクリート壁等に向けて打ち込む。スリーブの先端部が拡径部に沿って外向きに曲がりながら、拡径孔部に向けて進み、拡径部と拡径孔部との間の隙間を埋める。これにより、アンカーボルトは取付け孔内に固定される。アンカーボルトのボルトを通して他の部品や構造物等を嵌めて、該ボルトにナットを嵌めて該ナットを回転させれば、コンクリート壁等に対して他の部品や構造物等が取り付けられる。

実用新案公開公報平５-１７２１４号

アンカーボルトの軸体に嵌まるスリーブの外周面と、取付け孔の内周面は接している。軸体とスリーブが摩擦を以て接し、スリーブが取付け孔の内周面に固定されることで、軸体のボルトに嵌めたナットを回転させる際に、軸体及びスリーブが回転せずに、スムーズにナットを螺合させることが出来る。
しかし、内周面の内径のバラ付き等により、スリーブの外周面と内周面との間の摩擦力には、バラ付きがある。従って、ボルトにナットを嵌めてナットを回転させる際に、軸体に接しているスリーブが回転する。即ち、軸体とスリーブが一緒になって取付け孔内を回転し、ナットがうまく締め付けられない場合がある。この場合は、ボルトの先端部にスパナを引っ掛けて軸体の回転を防ぎながら、ナットを回転させることが行われるが、片手でナットを回転させ、他方の手でスパナを押さえる必要があり、作業に手間がかかっていた。
本発明の目的は、ボルトにナットを嵌めてナットを回転させる際に、軸体とスリーブが一緒に回転することを防ぐアンカーボルトを提供することにある。

壁面に開設された取付け孔に挿入されるアンカーボルトであって、
軸線に沿って長尺状に延び、先端部に拡径部が、他端部にボルトが夫々形成され、前記拡径部は外周面が前記取付け孔への挿入方向に行くに従い外向きに広がるテーパ状に形成された軸体と、
該軸体の外周面に接して被さる中空体たるスリーブであって、外向きに曲げられると展開状態となる展開片が先端部に形成されたスリーブとを備え、
展開片が非展開状態となるように、スリーブが軸体に被さった状態を該軸体と該スリーブの第１状態としたとき、
該第１状態にある該軸体と該スリーブとが該取付け孔へ挿入されて該軸体の先端が該取付け孔の底部に当接した状態から、該スリーブが該取付け孔に対して前記挿入方向に更に押し込まれることにより、該展開片が該拡径部に沿って外向きに曲がって展開状態となり、
前記スリーブの外周面に第１凹溝が開設され、該第１凹溝内に該取付け孔の内周壁に接するリングが嵌められている。

また、該スリーブには、該第１凹溝と該スリーブの中空部とを連通する貫通孔が形成され、
該軸体の周面には、該第１状態において該貫通孔と対応する位置に、第２凹溝が形成され、
該リングには、該第１状態において該貫通孔を通って該第２凹溝に達するように延びた嵌合片が形成され、
該第１状態にある該軸体と該スリーブとを連結する連結手段が、該嵌合片によって構成される。

１．第１凹溝に嵌まったリングが取付け孔の内周壁に接するから、軸体にスリーブが挿入された状態で、スリーブを取付け孔に挿入すれば、リングと内周壁との摩擦力により、スリーブの回転が阻止される。軸体の先端が該取付け孔の底部に当接した状態で、スリーブが挿入方向に更に押し込まれても、軸体とスリーブとは摩擦を以て接し、軸体はスリーブに回転方向に固定される。
即ち、リングにより取付け孔に対するスリーブの回転が阻止され、軸体とスリーブとは摩擦によって互いに回転することが阻止される。これにより、軸体にナットを嵌めて回転させる際に、軸体とスリーブが一緒に回転することを防ぐことができる。
２．軸体にスリーブが被さった状態にて、弾性材からなるリングの嵌合片によって、スリーブと軸体とは連結される。この状態で、スリーブが更に挿入方向に押し込まれることによって、第１凹溝に嵌まったリングもスリーブと共に押し込まれる。嵌合片の一部は第２凹溝から外れて、軸体の周面に乗り上げる。該軸体の周面に乗り上げた嵌合片の一部はスリーブの外周面と取付け孔の内周壁との間に挟まれて変形する。リングは取付け孔の内周壁と軸体の周面との間で挟持され、突っ張った状態となる。これにより、取付け孔に対するスリーブの回転及び軸体の回転が阻止され、軸体にナットを嵌めて回転させる際に、軸体とスリーブとが一緒に回転することを防ぐことができる。

アンカーボルトを一部破断した断面図である。 取付け孔の断面図である。 リングと第１凹溝とを拡大して示す断面図である。 アンカーボルトの取付け孔への取付け工程を示す図である。 アンカーボルトの取付け孔への取付け工程を示す図である。 別の実施形態に係るアンカーボルトの分解図である。 図６のスリーブをＣ-Ｃ線を含む面で破断し矢視した断面図及びリングを示す図である。 組立状態のアンカーボルトを一部破断した断面図である。 図８のアンカーボルトをＡ-Ａ線を含む面で破断し矢視した断面図である。 (a)-(d)は、アンカーボルトを取付け孔に挿入する手順を示す断面図である。 嵌合片の膨らみ部を拡大して示す図である。

(第１実施形態)
以下、本発明の実施形態に係るアンカーボルトについて、図を参照しながら説明する。なお、以下では、全ての図を通じて同一又は相当する要素には、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
図１は、本実施形態に係るアンカーボルト１を一部破断した断面図である。前記の如く、アンカーボルト１は、コンクリート壁面に穿設した取付け孔内に固定される。アンカーボルト１は、軸線Ｌに沿って長尺状に延び、先端部に拡径部２０を、他端部にボルト２１を夫々形成した軸体２と、該軸体２の外周面に接して被さるように該軸体２の他端部、即ちボルト２１側から挿入され、先端部に拡径部２０に沿って外向きに曲がる、即ち展開状態となる展開片３１を設けた中空のスリーブ３とを備えている。

軸体２とスリーブ３はともに金属製であり、スリーブ３の中空部３７の内径は軸体２の径に略等しい。拡径部２０は外周面が取付け孔への挿入方向に向かって外向きに広がるテーパ状に形成されている。拡径部２０の最大径は、スリーブ３の外径と略等しい。
スリーブ３はスリーブ本体３０の先端部に、周方向に沿って複数設けられた展開片３１を薄肉連結部３２を介して設けている。隣り合う展開片３１は、軸線Ｌに沿って延びたスリット３３によって互いに離間されている。
スリーブ３の外周面には凹み３４が設けられ、軸体２にスリーブ３が挿入された状態で、該凹み３４の底面を内側に殴打することによって、該底面が塑性変形して軸体２の周面に食い込む(図４参照)。これにより、スリーブ３と軸体２とは連結されて、軸線Ｌの周りに一体に回転する。即ち、凹み３４の底面が本発明の「連結手段」を構成する。スリーブ３と軸体２とが連結された状態で、展開片３１の先端は拡径部２０の基端部に位置して、展開片３１は未だ展開しない。この状態を第１状態とする。
スリーブ３の周面には、凹み３４から離れて第１凹溝３５が開設され、該第１凹溝３５内に取付け孔の内周壁に接する金属製のリング４が嵌められている。

図２は、コンクリート壁面８５に穿設した取付け孔８の断面図である。取付け孔８は壁面８５に開口を向けた細孔８０と、該細孔８０の奥部に形成された拡径孔部８１とを備えている。細孔８０の径Ｄは、拡径部２０の最大径及びスリーブ３の外径よりも稍大きく形成されており、これにより、スリーブ３と軸体２とが連結された状態で、拡径部２０とスリーブ３は細孔８０に挿入され得る。
、リング４の径Ｄ１は細孔８０の径Ｄよりも稍大きく形成されている。拡径孔部８１は軸体２の拡径部２０に対応した形状であり、その最大径Ｄ２は、拡径部２０の最大径の両側に展開片３１の厚みを加えた大きさに略等しい。取付け孔８の形状は従来と同じであり、該取付け孔８の形成方法も周知であるから、ここでは説明を省く。
図３は、リング４と第１凹溝３５とを拡大して示す断面図である。リング４の内径と第１凹溝３５の底面との間には隙間Ｓが形成され、リング４はこの隙間Ｓだけ内向きに弾性変形することができる。

(アンカーボルトの取付け孔への取り付け)
アンカーボルト１を組み立てて、これを取付け孔８へ取り付けるには、以下の手順で行う。先ず、展開片３１の先端が拡径部２０の基端部に位置する(前記の第１状態)まで、軸体２にスリーブ３を挿入する。凹み３４の底面を内側に殴打して、該底面を軸体２の周面に食い込ませ、スリーブ３と軸体２とを連結させる。これにより、図４に示すように、アンカーボルト１が完成する。
次に、このアンカーボルト１を図４に一点鎖線で示す取付け孔８内に挿入方向Ｆに沿って挿入する。リング４の径Ｄ１は細孔８０の径Ｄよりも稍大きいから、リング４は最大で隙間Ｓだけ内向きに弾性変形する。アンカーボルト１をリング４と細孔８０の周壁との摩擦に抗して挿入する。拡径部２０の先端面が拡径孔部８１の奥面に当接すると、軸体２はそれ以上挿入されることができず、軸体２は挿入完了状態となる。

次に、図５に示すように、ハンマー(図示せず)等にて、壁面８５の外側からスリーブ３の端面３aを殴打して、該スリーブ３だけを拡径孔部８１に向けて挿入方向Ｆに押し込む。即ち、凹み３４の底面と軸体２の周面との連結が外れるように、スリーブ３を拡径孔部８１に向けて押し込む。しかし、凹み３４の底面と軸体２の周面との連結が外れた後も、凹み３４の底面と軸体２の周面とは摩擦を以て接するから、軸体２とスリーブ３とは、軸線Ｌを中心とした回転方向に固定されている。
展開片３１は拡径部２０の外周面に沿って薄肉連結部３２を支点として外向きに広がり、展開される。この状態を第２状態とする。これにより、拡径孔部８１と拡径部２０の隙間は、展開片３１によって埋められ、第２状態にて軸体２ひいてはアンカーボルト１は取付け孔８から抜け出ることが防止される。この状態で、軸体２のボルト２１を通して他の部品や構造物等(図示せず)を嵌めて、該ボルト２１に一点鎖線で示すナット９を嵌めてナット９を回転させれば、コンクリート壁面８５に対して他の部品や構造物等が取り付けられる。

リング４が取付け孔８の内周壁に接しているから、リング４と該内周壁との摩擦力により、スリーブ３の回転が阻止される。凹み３４の底面との摩擦力によってスリーブ３に連結された軸体２も軸線Ｌを中心とした回転が阻止される。これにより、ナット９を回転させる際に、軸体２とスリーブ３とが一緒に回転することを防ぐことができる。従って、従来のように、ボルト２１の先端部にスパナを引っ掛けて軸体２の回転を防ぐ必要はなく、ナット９を締め付ける際の作業性は向上する。

(第２実施形態)
第１実施形態におけるアンカーボルト１は、ナット９を回転させる際に、軸体２とスリーブ３とが一緒に回転することを防ぐ点では従来に比して利点がある。しかし、リング４の外径のバラ付きにより、リング４と取付け孔８の内周壁との摩擦力が一定ではない。つまり、該摩擦力が大きな場合は、アンカーボルト１が取付け孔８に挿入しづらく、拡径部２０の先端面が拡径孔部８１の奥面に当接するまで、アンカーボルト１を取付け孔８に挿入することが出来ない場合がある。逆に該摩擦力が小さな場合はスリーブ３を拡径孔部８１に向けて押し込む前に、アンカーボルト１が取付け孔８から脱落する虞がある。特に、コンクリート壁面８５が天井壁面である場合はこの虞が大きくなる。
更に、凹み３４の底面の塑性変形によってスリーブ３に軸体２を連結させているが、塑性変形量のバラ付きにより、スリーブ３と軸体２との連結力が一定にはならない。従って、該連結力が大きな場合は、スリーブ３を軸体２から離して拡径孔部８１に向けて押し込む際に、押し込みにくい事態が生じる虞がある。そこで、本発明者は軸体２とスリーブ３とを合成樹脂製のリング４にて連結し、これらの不都合を解消することを着想した。

図６は、本実施形態に係るアンカーボルト１の分解図である。図７は、図６のスリーブ３をＣ-Ｃ線を含む面で破断し矢視した断面図及びリング４を示す図である。アンカーボルト１が挿入される取付け孔８は、図２に示したのと同じである。
第１実施形態と同様に、アンカーボルト１は、先端部に拡径部２０を、他端部にボルト２１を夫々形成した軸体２と、該軸体２の他端部から挿入され、先端部に拡径部２０に沿って外向きに曲がる展開片３１を設けたスリーブ３とを備えている。図７に示すように、スリーブ３の周面に開設された第１凹溝３５は、その一部がスリーブ３の中空部に達する貫通孔３６に連続している。軸体２には前記の第１状態で貫通孔３６に重なる第２凹溝２２が形成されている。

軸体２にスリーブ３が挿入され、貫通孔３６と第２凹溝２２とが重なった状態にて、第１凹溝３５にはスリーブ３の外側からリング４が嵌められる。本実施形態においては、リング４は２つの円弧状のリング半体４０から構成され、両リング半体４０は合成樹脂から形成される。各リング半体４０の両端部にはフック４１が設けられ、両リング半体４０は互いのフック４１が組み合わされて、リング４を構成する。各リング半体４０の外面には、複数の凹部４２が互いに離れて形成されており、この理由は後記する。両リング半体４０はスリーブ３を挟んで互いに反対側から第１凹溝３５に嵌められて、対向するフック４１どうしを組み合わせる。各リング半体４０を別個に第１凹溝３５に嵌めることが出来るから、スリーブ３上にてリング４を構成する際の作業性が良くなる。

各リング半体４０の円弧長さに沿う中央部からは、図７に示すように、嵌合片４３が内向きに突出している。該嵌合片４３はリング半体４０が第１凹溝３５に嵌められた状態で、貫通孔３６を通り、先端部が軸体２の第２凹溝２２に嵌まる。これにより、軸体２とスリーブ３とが係脱可能に連結される。即ち、リング半体４０及びリング４は、本発明の「連結手段」を構成する。

図８は、本実施形態に係る組立状態のアンカーボルト１を一部破断した断面図であり、図９は、図８のアンカーボルト１をＡ-Ａ線を含む面で破断し矢視した断面図である。
アンカーボルト１を組み立てるには、以下の手順で行う。先ず、展開片３１の先端が拡径部２０の基端部に位置するまで、軸体２にスリーブ３を挿入する。前記の如く、貫通孔３６と第２凹溝２２とが重なる(図８参照)。この状態で、第１凹溝３５に２つのリング半体４０をスリーブ３に対して互いに反対側から嵌める。図９に示すように、嵌合片４３はリング半体４０が第１凹溝３５に嵌められた状態で、貫通孔３６を通り、先端部が軸体２の第２凹溝２２に嵌まる。両リング半体４０のフック４１を係止させることにより、リング４が形成されて、軸体２とスリーブ３とが係脱可能に連結される。この状態で、リング４の外径は、細孔８０の径Ｄよりも稍大きい。

次に、このアンカーボルト１を取付け孔８に挿入する。図１０(a)-(d)は、この手順を示す断面図である。図１０(a)に示すように、リング４の外径は、細孔８０の径Ｄよりも稍大きいから、アンカーボルト１はリング４と細孔８０の内壁との摩擦に抗して挿入される。図１０(b)に示すように、軸体２の拡径部２０の先端面が拡径孔部８１の奥面に当接すると、軸体２はそれ以上挿入されることができず、軸体２は挿入完了状態となる。

第１実施形態と同様に、この状態で、図１０(c)に示すように、ハンマー(図示せず)等にて、スリーブ３の端面３aを殴打して、該スリーブ３を拡径孔部８１に向けて押し込む。第１凹溝３５に嵌まったリング４もスリーブ３と共に押し込まれる。図１１に拡大して示すように、嵌合片４３は第２凹溝２２から外れて軸体２の周面に乗り上げる。また、嵌合片４３は軸体２の周面に乗り上げ、即ち外向きに膨らむように動くから、嵌合片４３の一部は、スリーブ３の外周面と取付け孔８の内周壁との間に挟まれて変形し、膨らみ部４４を構成する。この膨らみ部４４の弾性力によって、スリーブ３は軸体２に向けて押圧される。つまり、スリーブ３に嵌まったまま変形した嵌合片４３の一部である膨らみ部４４が、スリーブ３の外周面と取付け孔８の内周壁との間を充填し、取付け孔８の内周壁に摩擦接触する。且つリング４は取付け孔８の内周壁と軸体２の周面との間で挟持され、突っ張った状態となる。これにより、取付け孔８に対するスリーブ３の回転及び軸体２の軸線Ｌを中心とする回転が阻止される。

図１０(d)に示すように、軸体２のボルト２１を通して他の部品や構造物９０を嵌めて、該ボルト２１にナット９を嵌めてナット９を回転させれば、コンクリート壁面８５に対して他の部品や構造物９０が取り付けられる。
上記の如く、本実施形態に係るアンカーボルト１にあっては、軸体２にナット９を嵌めて回転させる際に、軸体２とスリーブ３とが一緒に回転することを防ぐことができる。従って、従来のように、ボルト２１の先端部にスパナを引っ掛けて軸体２の回転を防ぐ必要はなく、ナット９を締め付ける際の作業性は向上する。出願人は、アンカーボルト１を天井壁に開設された取付け孔８に取り付けることを主に想定しており、この天井壁に取り付けられたアンカーボルト１のボルト２１にナット９を嵌めて回転させる際の作業性が向上する。

上記にてリング半体４０の外面には、複数の凹部４２が互いに離れて形成されている。これは、主にアンカーボルト１がコンクリート壁面８５に取り付けられることを想定したためである。コンクリート壁面８５の取付け孔８の内周面には、周知の如く、細かな凹凸がある。リング半体４０の凹部４２は、この取付け孔８の内周面の凹凸に嵌合し、これにより、図１０(b)に示すように、軸体２の挿入完了状態にて、アンカーボルト１が取付け孔８から脱落する虞を更に防ぐことが出来る。特に、アンカーボルト１を天井壁に開設された取付け孔８に取り付ける際に、アンカーボルト１の落下を防止することができ、効果的である。

本実施形態では、アンカーボルト１はコンクリート壁面８５に取り付けることを想定している。しかし、コンクリート壁面８５以外の壁面にも、本実施形態のアンカーボルト１は取り付け可能である。
また、第１状態は展開片３１の先端が拡径部２０の基端部に位置した状態とした。しかし、第１状態は展開片３１が非展開状態であればよく、展開片３１の先端が拡径部２０の基端部から挿入方向とは稍逆向きに移動した位置であってもよい。

本発明は、コンクリート壁等に開設された取付け孔内に固定されるアンカーボルトに適用されると有用である。

１ アンカーボルト
２ 軸体
３ スリーブ
４ リング
８ 取付け孔
９ ナット
２０ 拡径部
２２ 第２凹溝
３１ 展開片
３５ 第１凹溝
４３ 嵌合片

Claims (4)

1. 壁面に開設された取付け孔に挿入されるアンカーボルトであって、
   軸線に沿って長尺状に延び、先端部に拡径部が、他端部にボルトが夫々形成され、前記拡径部は外周面が前記取付け孔への挿入方向に行くに従い外向きに広がるテーパ状に形成された軸体と、
   該軸体の外周面に接して被さる中空体たるスリーブであって、外向きに曲げられると展開状態となる展開片が先端部に形成されたスリーブとを備え、
   展開片が非展開状態となるように、スリーブが軸体に被さった状態を該軸体と該スリーブの第１状態としたとき、
   該第１状態にある該軸体と該スリーブとが該取付け孔へ挿入されて該軸体の先端が該取付け孔の底部に当接した状態から、該スリーブが該取付け孔に対して前記挿入方向に更に押し込まれることにより、該展開片が該拡径部に沿って外向きに曲がって展開状態となり、
   前記スリーブの外周面に第１凹溝が開設され、該第１凹溝内に該取付け孔の内周壁に接するリングが嵌められ、該スリーブには、該第１凹溝と該スリーブの中空部とを連通する貫通孔が形成され、
   該軸体の周面には、該第１状態において該貫通孔と対応する位置に、第２凹溝が形成され、
   該リングには、該第１状態において該貫通孔を通って該第２凹溝に達するように延びた嵌合片が形成され、
   該第１状態にある該軸体と該スリーブとを連結する連結手段が、該嵌合片によって構成されるアンカーボルト。
2. 該リングは弾性材から形成され、
   該第１状態にある該軸体と該スリーブとが該取付け孔へ挿入されて該軸体の先端が該取付け孔の底部に当接した状態から、該スリーブが該取付け孔に対して前記挿入方向に更に押し込まれることにより、該嵌合片が該第２凹溝から離れて外側に押し出され、そのことによって該リングが外向きに膨らむように弾性変形する、請求項１に記載のアンカーボルト。
3. 該リングの外周面には、円周方向に並ぶ複数の凹部が形成された、請求項１又は２に記載のアンカーボルト。
4. 該リングは、２つの円弧状のリング半体から構成される、請求項１乃至３の何れかに記載のアンカーボルト。

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