JP7309226B2 - ブラインドナット - Google Patents

Description

本発明は、各種金属や樹脂材さらにはコンクリート等の建築物にアンカー用のナットを容易に取付けることができるブラインドナットに関する。
ここに、ブラインドナットとは、各種工作物等に設けられた孔内にナットを固定し、それにボルトを容易に取付けることができるものである。これらの孔は、射出成形、鋳物、コンクリート打設等による工作物製作と同時に設けられる孔及び工作物製作後にドリル等により穿孔されるあと加工された孔を含む。

孔内にブラインドナットを固定しようとする場合、そのブラインドナットの強度（引張力、トルク等）をある程度確保するためには、これを固定する孔の内径許容差は比較的小さい公差に限られている。通常は基準孔径に対して＋０．５ｍｍ程度が限界である。特に金属製の工作物ではブラインドナットとの間の摩擦力が得られにくく、必要とする強度も比較的大きいため、孔径の管理は重要な要素となる。
また、ブラインドナットの固定状態（拡開状態）を確認できることが望ましい。拡開状態を目視やノギス、ゲージなどで簡単に確認できれば、ブラインドナットの固着強度に対する安心・安全の推定を得ることが容易となる。

基準孔径の許容差を大きくできる方法として、下記特許文献１に記載のアンカーは、開口側にスリットを有するスリーブと、そのスリーブの端部に配置される円錐台形状のコーンナットとを有し、スリーブを穿設孔の底に着座させて、穿設孔の底部に拡開されたアンダーカット内で、アンカーボルトの先端部に螺着されたコーンナットの円錐台形部を穿孔内の底方向に移動して、それをスリーブの後端部開口に衝打したとき、スリット間がアンダーカット内で逆向き傘状に拡開されるものである。

特開２００５－０９０５５８号公報 特開２０１５－０８７００３号公報

このアンカーナットの固定方法は、孔の最奥部にアンダーカット孔を穿設する必要があり、その作業が極めて面倒であった。
さらに、アンカーボルトにコーンナットを螺着させ、穿設孔の底方向に移動し、それをスリーブの後端部開口に衝打させて、スリット間をアンダーカット部内に逆向き傘状に拡開させる拡開作業が極めて面倒である欠点があった。
また、部品点数が多くコスト高にならざるを得なかった。
さらには、穿設孔の深さを一定以上深くしなければならず、浅い穿設孔やプレートにそれを適用することができなかった。
これらに加え、拡開の状態が確認できず、固着状態の確認手段としては許容値までの引張やトルクを掛けて確認するなど、作業や機器類が必要であった。

次に、特許文献２に記載のアンカーボルトは、底面を有する筒状の拡開部材と、それに内装されるテーパ部材とを有する。その拡開部材は、開口側が次第に厚肉となるテーパ面を有する。またテーパ部材はその外周に、拡開部材のテーパ面とは逆向きの、テーパ面が形成されている。そして、両テーパ面間に隙間を形成する。そこで、テーパ部材にボルト等のロッドを螺着した状態で、アンカーボルトを天井等の孔内に挿入し、ロッドを孔の開口側に引き戻すことにより、テーパ部材を拡開部材に係止すると共に、拡開部材を孔内に咬着させるものである。このアンカーボルトは、テーパ部材の製作および拡開部材の製作が極めて面倒であり、量産性に欠ける欠点がある。それと共に、取り扱いが面倒で、孔内にアンカーボルトを咬着するとき、拡開部材の拡開の信頼性が疑われる欠点がある。

そこで本発明は、ブラインドナットの製作が容易で量産性を有し、孔内に確実に咬着できる取り扱い性がよいものを提供する。それと共に、工作物に設けられる孔形状が複雑でなく、基準孔径に対する公差が＋２ｍｍ程度であってもブラインドナットの強度が低下することがなく、浅い孔部にも容易に取付けることができるブラインドナットを提供することを課題とする。
また、拡開状態を目視、ノギス、ゲージで簡単に行うことができ、固着状態を容易に確認できるブラインドナットを提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、一端部に設けた環状部（１）と、その環状部（１）から他端に向けて、次第に外周半径が拡大するテーパ面（２）と、その環状部（１）の一端が貫通し、その内面から前記他端に形成された内周面（４ａ）と、その周方向に互いに離間し、前記テーパ面（２）と内周面（４ａ）との間を横断して、前記環状部（１）から前記他端まで設けられた複数のスリット（３）とを有し、各スリット（３）の内側には対向する側面（４ｂ）が形成され、前記内周面（４ａ）の前記他端側が開口されたスリーブ（４）と、
前記スリット（３）に整合する複数の突起部（５）が外周に設けられ、内周に雌ねじ（６）が刻設され、前記各突起部（５）が前記開口からスリット（３）の前記側面（４ｂ）に案内されてスリーブ（４）に内装され、その突起部（５）がスリット（３）に係止され、前記雌ねじ（６）に螺着されるボルト（７）に対して回り止めされるナット部材（８）と、を具備し、
前記スリーブ（４）が、その環状部（１）側から工作物（１６）の孔部（１０）に収納されるブラインドナットにおいて、
前記スリーブ（４）の前記拡大するテーパ面（２）の他端側に、テーパ面（２）の他端側の外径と等しい外径を有する軸線平行部（１９）が形成されたブラインドナットである。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のブラインドナットにおいて、
前記ナット部材（８）が前記スリーブ（４）の前記環状部（１）まで挿入された状態で、スリーブ（４）の前記テーパ面（２）が半径方向中心側に縮小されてなるブラインドナットである。

請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載のブラインドナットにおいて、
前記ナット部材（８）が前記スリーブ（４）の前記環状部（１）まで挿入された状態で、前記スリーブ（４）の前記テーパ面（２）が半径方向中心側に変形されてなるブラインドナットである。

請求項４に記載の本発明は、請求項１～請求項３のいずれかに記載のブラインドナットにおいて、
前記テーパ面（２）のテーパ径が環状部（１）付近では前記孔部（１０）の径よりも小さく、前記他端付近では少なくとも前記孔部（１０）の径よりも大きい径となっているブラインドナットである。

請求項５に記載の本発明は、請求項１～請求項４のいずれかに記載のブラインドナットにおいて、
前記各突起部（５）の周方向の幅Ｌ２が、前記スリット（３）の幅Ｌ１以下のブラインドナットである。

請求項６に記載の本発明は、請求項１～請求項３、または請求項請求項５のいずれかに記載のブラインドナットにおいて、
前記内周面（４ａ）がブラインドナットの軸心に平行な孔とされ、前記スリーブ（４）の肉厚が、前記環状部（１）から前記他端にかけて次第に厚肉に形成されたブラインドナットである。

請求項７に記載の本発明は、請求項１～請求項６のいずれかに記載のブラインドナットおいて、
前記スリーブ（４）の外周に、前記孔部（１０）の内面に咬着される凹凸面（１２）が形成されたブラインドナットである。

請求項８に記載の本発明は、請求項１～請求項７のいずれかに記載のブラインドナットにおいて、
前記ナット部材（８）は、その突起部（５）から前記他端までの外周直径が次第に縮小するテーパ面（１４）に形成されたブラインドナットである。

請求項１に記載のブラインドナットは、スリーブ４とナット部材８の組合せからなり、そのスリーブ４は、環状部１から半径の拡大するテーパ面２と複数のスリット３を有する。そして、ナット部材８は、外周に複数の突起部５を有し、その各突起部５がスリーブ４のスリット３の側面４ｂに案内されて、ナット部材８がスリーブ４に内装される。そして、そのスリーブ４がその環状部１側から工作物１０の孔部１０に収納されると共に、ボルト７をナット部材８に螺着したとき、ナット部材８の突起部５が、スリーブ４のスリット３に係止されて、ナット部材８に螺着されるボルト７が回り止めされるものである。そのため、ボルト７とナット部材８との供回りを容易に防止できる。
そして、ナット部材８をスリーブ４に対して軸方向に容易に相対移動して、スリーブ４の外周を孔部１０内に咬着することができる。それと共に、ボルト７を孔部１０内のナット部材８に締結することができる。
また、比較的浅い穿孔内または薄いプレートに、ナットを容易に固定できる。
さらに、スリーブ４のスリット３開口側端部からナット部材８の表面側端部までの引上げ状態を目視で確認したり、その距離をノギスやゲージで確認することにより、拡開がどのような状態にあるか知ることができる。

また、拡大するテーパ面２の端から開口の先端までが、軸線平行部１９が形成されたものであるため、スリーブ４を孔部１０に挿入するのが容易になると共に、孔部１０の深い位置で拡開位置を設定する場合でも容易に対応できるブラインドナット１５を提供できる。特に、コンクリートでは、コンクリートのコーン状破壊によって引張強度が決まるような場合では、孔部１０での拡開位置の深さによって引張強度が左右されることになる。このように拡開位置を調整しようとする場合には、前記軸線平行部１９の長さを変えるのみで設計変更ができる。

請求項２に記載の発明のように、ナット部材８がスリーブ４の前記環状部１まで挿入された状態で、スリーブ４の前記テーパ面２を半径方向中心側に変形させたものである場合には、ナット部材８がスリーブ４から不用意に抜け出て、紛失することを防止できると共に、ブラインドナット１５の孔部１０への挿入が容易となる。

請求項３に記載の発明のように、ナット部材８がスリーブ４の前記環状部１まで挿入された状態で、スリーブ４の前記テーパ面２が半径方向中心側に変形されたものである場合には、ナット部材８がスリーブ４から不用意に抜け出て、紛失することを防止できる。

請求項４に記載の発明によれば、前記テーパ面２のテーパ径が環状部１付近では前記孔部１０の径よりも小さく、前記他端付近では大きい径となっているので、スリーブ４を孔部１０に圧入することにより、スリーブ４の外周を孔部１０に容易に係止できる。

請求項５に記載の発明によれば、ナット部材８の突起部５の周方向の幅Ｌ２が、スリーブ４のスリット３の幅Ｌ１以下に形成され、ナット部材８の軸方向移動を円滑にしていることにより、スリーブ４の外周を穿孔部１０に容易に咬着できる。

請求項６に記載の発明によれば、スリーブ４の肉厚が、環状部１から他端にかけて次第に厚肉に形成されたため、スリーブ４の外周と孔部１０との咬着力を強くすることができる。

請求項７に記載の発明によれば、スリーブ４の外周に、孔部１０の内面に咬着される凹凸面１２が形成れているため、スリーブ４の外周と孔部１０との咬着力をさらに強くすることができる。

請求項８に記載の発明によれば、ナット部材８の外周が次第に縮小するテーパ面１４に形成されたので、ナット部材８の軸方向移動を円滑に行うことができる。

本発明のブラインドナットの取付け方法を順に示す説明図。 同ブラインドナットの正面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、（Ｂ）のＣ－Ｃ断面図（Ｃ）。 同ブラインドナットを構成するナット部材８とテーパ面２とであって、その装着前の状態を示す斜視図（Ａ）、同ナット部材８をスリーブ４に装着した状態を示す斜視図（Ｂ）。 本発明の第２実施例のスリーブ４の正面図（Ａ）、平面図（Ｂ）、底面図（Ｃ）、（Ａ）のＤ部拡大図（Ｄ）。 本発明のスリーブ４の第３実施例の半断面図（Ａ）、同第４実施例の半断面図（Ｂ）、同第５実施例の半断面図（Ｃ）。 本発明のスリーブ４の高さＨ１と、それが装着可能な孔部１０の深さＨ２との関係を示す説明図。 本発明の第６実施例のブラインドナット１５の製造方法の一例を示す説明図。 本発明の第７実施例のブラインドナット１５の製造方法を示す半断面正面図。 同ブラインドナット１５の加工前の状態を示す説明図（Ａ）、加工後の状態を示す説明図（Ｂ）。 本発明の第８実施例のブラインドナット１５の半断面図。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１～図３は本発明の第１実施例を示し、図１はその取付け方法を順に（Ａ）～（Ｄ）によって示す説明図、図２は同ブラインドナット１５の正面図（Ａ），平面図（Ｂ），（Ｂ）のＣ－Ｃ断面図（Ｃ）、図３は同ブラインドナット１５の分解斜視図（Ａ），その組付け状態を示す斜視図（Ｂ）である。

このブラインドナット１５は、図３に示す如く、スリーブ４とその内部に収納されるナット部材８とからなる。
スリーブ４は端部に環状部１が設けられ、その環状部１の外周から上方に向かってテーパ面２が立ち上げられ、その立ち上げ部には、周方向に離間して等間隔にスリット３が欠切されている。各スリット３は環状部１から一端まで形成されている。各スリット３の内面側には周方向に対向して一対の側壁４ｂが形成されている。外周のテーパ面２は、上方ほど直径が大に形成され、その厚みも上方ほど厚く形成されている。スリーブ４の内周面４ａは、軸線に平行に形成され、その上端は開口されている。

次に、ナット部材８は内部に雌ねじ６が螺刻され、その外周はスリーブ４の環状部１の内周と略整合する。ナット部材８の外周には、スリット３に整合する位置に突起部５が突設されている。そして、各突起部５がスリット３の環状部１に隣接した位置に着座する。
ナット部材８の突起部５の幅Ｌ２は、スリーブ４のスリット３の幅Ｌ１に略等しいか、それより僅かに小に形成されている。
また、ナット部材８は突起部５の位置から図において、上方に直径が次第に縮小するテーパ面１４に形成されている。また、突起部５より図において下方は同一直径に形成されている。

このようなナット部材８とスリーブ４とからなるブラインドナット１５は、各種建築物や金型、工作物等に図１の如く、取付けられる。
以下、順にその施工方法につき説明する。
先ず、スリーブ４の最大直径よりも小に設けられた孔部１０にスリーブ４の下部を挿入する。この孔部１０は、アンダーカットなどの拡大部がない直線状の孔でよい。次いで、同図（Ｂ）の如くスリーブ４をハンマー等で下方に押し込み、その上端が孔部１０に埋設されるようにする。次いで、スリーブ４に内装されたナット部材８に軸部材９を螺着し、その軸部材９を回転することにより、ナット部材８を軸方向上方に移動させる。それに伴って、ナット部材８のテーパ面１４がスリーブ４の内周面を半径方向外側に押圧し、スリーブ４を孔部１０の内面に咬着させる。この時、ナット部材８の軸方向移動位置を目視、ノギス、ゲージなどで確認することができ、有効な拡開状態を得られているか否かの確認・判断ができる。

なお、このときナット部材８の各突起部５がスリーブ４のスリット３の側面４ｂに案内されて上昇する。そして、軸部材９が回転してもナット部材８及びスリーブ４は互いに突起部５、スリット３で回り止めされているため回転することがない。
次いで、この例では軸部材９をナット部材８から取り外す。次いで、図１（Ｄ）に示す如く、ボルト７をナット部材８の内ネジに螺着し、そのボルト７を工作物１６に締結固定する。この例では、ボルト７を工作物１６に締結した例を示す。その工作物１６は、コンクリートの建築物や設備，金属材，樹脂材等の各種のものに適用できる。この例では、軸部材９を用いてナット部材８を上昇させたが、ボルト７を用いて直接ナット部材８を上昇させてもよい。このときは、拡開状態の確認としてトルクレンチで締付け力を管理すればよい。

また、この例では孔部１０を工作物１６の下方に設けたが、それを天井面に設けてもよい。天井面に取付ける場合でも前述のようにハンマー等でスリーブを押し込むため、ナット部材８を軸方向へ移動させて拡開させる前であってもブラインドナット１５が孔内に保持され落下のおそれがない。
また、孔部１０は図６に示す如く、プレートを貫通するものでもよい。このとき、スリーブ４の高さＨ１よりも工作物１６の厚みＨ２が小であってもよい。

次に、図４は第２実施例である。この例と第１実施例との違いは、スリーブ４のテーパ面２の外周に形成された凹凸面１２である。この凹凸面１２は、孔部１０との咬着力を増大させるものである。
次に、図５の（Ａ）～（Ｃ）はその凹凸面１２の他の例を夫々示す。
同図（Ａ）では外周に綾模様の凹凸面１２が形成されている。また、（Ｂ）ではスリーブ４の軸線Ｏに対して斜めに形成された多数の溝によって凹凸面１２を形成する。さらには、（Ｃ）の例では凹凸面１２はスリーブ４の軸線Ｏに直交する方向に形成されている。

次に、図７はブラインドナット１５の取付方法の他の例を示す。
この例は、スリット３内にナット部材８を収納した後に、スリット３の上端部に圧力を加えて僅かに塑性変形する。それにより、ナット部材８の移動を制限する。その状態で、ブラインドナット１５を孔部１０の内部に挿入および圧入し、図１の工程順と同様にしてナット部材８にボルト７を螺着締結すればよい。

次に、図８，図９はブラインドナット１５の他の例であり、この例は、スリーブ４にナット部材８を収納した後に、スリーブ４の外周をプレス体１８等により変形させ衝打部１７を形成する。その状態を図９（Ａ）（Ｂ）に示す。
このようにスリーブ４の外周を変形させることにより、ナット部材８の移動を制限すると共に、ナット部材８がブラインドナット１５から不用意に抜け出ることを防止できる。
それにより、ナット部材８とスリーブ４とを分離させることなく、ブラインドナット１５の搬送を円滑に行うことができ、また孔部１０への挿入が容易となる。

次に、図１０は本発明のさらに他の例であり、この例では、スリーブ４のテーパ面２の上端部がスリーブ４の軸線Ｏに対して平行に形成されることにより、軸線平行部１９を形成したものである。
このような軸線平行部１９を形成することにより、ブラインドナット１５の取付けをより容易にすることができる。
図７～図９に示す如く、ブラインドナット１５のスリーブ４の外周を変形させることにより、ナット部材８の軸方向移動を制限すると、ブラインドナット１５を天井面の孔部１０に容易に取付けることが可能となる。その際、ナット部材８が不用意にスリーブ４から下方に落下することを防止できる。

以下にブラインドナット１５を鋼板へ固着したときの実験例を示す。
フラインドナットは、図３及び図４に示す形状のスリーブ４とナット部材８とからなるブラインドナット１５を使用し、その環状部１の径は１５．９８ｍｍ、他端側最大径が２０．０ｍｍ、全長２３ｍｍを使用した。
鋼板はＳＳ４００相当材で厚さ３０ｍｍにφ１６ｍｍ、φ１８ｍｍの２つの孔のそれぞれに孔深さ２５ｍｍの孔を設けた。
これらの孔に図１に示す手順でブラインドナット１５を固定し、同図（Ｄ）に示す取付物（厚さ１．６ｍｍ、孔径８．５ｍｍ）を強度区分１０．９のＭ８ボルトでワッシャーを介して締付け、その時の最大トルクを測定した。各孔径について各々３本の試験を行なった。

〔試験結果〕

最大トルク値にばらつきはあるが、１６ｍｍの基準孔径に対して＋２ｍｍの公差に対して全て強度区分１０．９のボルトが破断した。

１ 環状部
２ テーパ面
２ａ テーパ面の端
３ スリット
４ スリーブ
４ａ 内周面
４ｂ 側壁
５ 突起部
６ 雌ねじ
７ ボルト
８ ナット部材

９ 軸部材
１０ 穿孔部
１２ 凹凸面
１４ テーパ面
１５ ブラインドナット
１６ 工作物
１７ 衝打部
１８ プレス体
１９ 軸線平行部

Claims (8)

1. 一端部に設けた環状部（１）と、その環状部（１）から他端に向けて、次第に外周半径が拡大するテーパ面（２）と、その環状部（１）の一端が貫通し、その内面から前記他端に形成された内周面（４ａ）と、その周方向に互いに離間し、前記テーパ面（２）と内周面（４ａ）との間を横断して、前記環状部（１）から前記他端まで設けられた複数のスリット（３）とを有し、各スリット（３）の内側には対向する側面（４ｂ）が形成され、前記内周面（４ａ）の前記他端側が開口されたスリーブ（４）と、
   前記スリット（３）に整合する複数の突起部（５）が外周に設けられ、内周に雌ねじ（６）が刻設され、前記各突起部（５）が前記開口からスリット（３）の前記側面（４ｂ）に案内されてスリーブ（４）に内装され、その突起部（５）がスリット（３）に係止され、前記雌ねじ（６）に螺着されるボルト（７）に対して回り止めされるナット部材（８）と、を具備し、
   前記スリーブ（４）が、その環状部（１）側から工作物（１６）の孔部（１０）に収納されるブラインドナットにおいて、
   前記スリーブ（４）の前記拡大するテーパ面（２）の他端側に、テーパ面（２）の他端側の外径と等しい外径を有する軸線平行部（１９）が形成されたブラインドナット。
2. 請求項１に記載のブラインドナットにおいて、
   前記ナット部材（８）が前記スリーブ（４）の前記環状部（１）まで挿入された状態で、スリーブ（４）の前記テーパ面（２）が半径方向中心側に縮小されてなるブラインドナット。
3. 請求項１に記載のブラインドナットにおいて、
   前記ナット部材（８）が前記スリーブ（４）の前記環状部（１）まで挿入された状態で、前記スリーブ（４）の前記テーパ面（２）が半径方向中心側に変形されてなるブラインドナット。
4. 請求項１～請求項３のいずれかに記載のブラインドナットにおいて、
   前記テーパ面（２）のテーパ径が環状部（１）付近では前記孔部（１０）の径よりも小さく、前記他端付近では少なくとも前記孔部（１０）の径よりも大きい径となっているブラインドナット。
5. 請求項１～請求項４のいずれかに記載のブラインドナットにおいて、
   前記各突起部（５）の周方向の幅Ｌ２が、前記スリット（３）の幅Ｌ１以下のブラインドナット。
6. 請求項１～請求項３、または請求項請求項５のいずれかに記載のブラインドナットにおいて、
   前記内周面（４ａ）がブラインドナットの軸心に平行な孔とされ、前記スリーブ（４）の肉厚が、前記環状部（１）から前記他端にかけて次第に厚肉に形成されたブラインドナットであるブラインドナット。
7. 請求項１～請求項６のいずれかに記載のブラインドナットおいて、
   前記スリーブ（４）の外周に、前記孔部（１０）の内面に咬着される凹凸面（１２）が形成されたブラインドナット。
8. 請求項１～請求項７のいずれかに記載のブラインドナットにおいて、
   前記ナット部材（８）は、その突起部（５）から前記他端までの外周直径が次第に縮小するテーパ面（１４）に形成されたブラインドナット。

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