(57)【要約】【課題】容易に適用可能であり，打ち込み直後の荷重負荷を許容すると共に，荷重がドリル孔の全長に亙って十分均等に支持されるアンカー素子を提案する。【解決手段】本発明のアンカー素子（１１）は，アンカー部分（１２）と，スリーブ部分（１３）と，スリーブ部分（１３）を拡開させる拡開部分（１８）とを具える。スリーブ部分（１３）は，アンカー部分（１２）に一体化された熱可塑性材料，好適には繊維補強されたポリアミドの成形体で構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンカー部分（１２）と，スリーブ部分（１３）と，該スリーブ部分（１３）を拡開させる拡開部分（１８）とを具え，前記スリーブ部分（１３）が，アンカー部分（１２）に一体化された熱可塑性材料の成形体であることを特徴とする拡開アンカー。
【請求項２】
請求項１記載の拡開アンカーにおいて，前記熱可塑性材料が繊維補強材料であることを特徴とする拡開アンカー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の拡開アンカーにおいて，前記熱可塑性材料が極性材料であることを特徴とする拡開アンカー。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の拡開アンカーにおいて，前記熱可塑性材料がポリアミドであることを特徴とする拡開アンカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，アンカー部分と，スリーブ部分と，該スリーブ部分を拡開させる拡開部分とを具える拡開アンカーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電設工事又は衛生設備工事の分野においては，ドリル孔に係止したアンカー素子を用いて配線・配管等を基材（建造物の床面，壁面，天井等）に固定したり，天井から懸架することが多い。例えば，コンクリート，れんが等の鉱物性基材に適用されるねじアンカーは，ねじ切り用のコンクリートねじとして使用され，事前に穿たれたドリル孔内にねじ込まれる。ねじアンカーは，木材等の有機性基材にも適用される。既知のねじアンカーは，ねじ込み作業に相当の労力を要し，周辺建材が損なわれる難点がある。このような難点を解消するため，各種アンカー素子が実用に供されている。
【０００３】
例えば，ドイツ特許出願公開ＤＥ４１１６１４９Ａ１号公報（特許文献１）は，スリーブ部分を有するアンカー部分を具える拡開アンカーを記載している。アンカー部分に設けられた拡開部分は，ドリル孔にアンダーカットを形成すると共に引張力の作用下でスリーブ部分を拡開させるものである。
【特許文献１】ドイツ特許出願公開ＤＥ４１１６１４９Ａ１号公報
【０００４】
特許文献１に係る従来技術は，アンカーに負荷される荷重の大部分をドリル孔の底部領域で局部的に支持し，底部領域に大きな引張応力を作用させるものである。したがって，アンカー素子の直径又は長さが小さい場合には，打ち込まれたアンカー素子の荷重負荷能力が著しく低下する。更に，アンカー素子とドリル孔内壁との間に環状スリットが残される。この環状スリットに水分や湿気が浸入すると，特に金属製のアンカー部分に腐食を引き起こすことがある。
【０００５】
アンカー部分を結合モルタルによりドリル孔内に固定する化学的アンカーも既知である。結合モルタルは，例えばアプリケータから基材のドリル孔内に注入され，ねじロッド等として構成したアンカー部分を固定する。このようなアンカー部分は，例えばドイツ特許出願公開ＤＥ１９７０４００２Ａ１号公報（特許文献２）に記載されている。結合モルタルは，ガラス製カートリッジ又はプラスチック製バッグ等で構成された容器に封入され，その封入状態で容器ごとドリル孔に導入される。アンカー部分を回転運動及び打撃運動によりドリル孔に挿入すると，結合モルタル容器が破壊され，モルタルの結合反応が開始される。化学的アンカーの場合，ドリル孔内壁の全長に亙って配分された状態で荷重が支持される。
【特許文献２】ドイツ特許出願公開ＤＥ１９７０４００２Ａ１号公報
【０００６】
特許文献２に係る従来技術では，基材の温度又は周囲温度等に応じて，結合モルタルが完全に硬化するまでに１〜２４時間を要し，アンカーには打ち込み直後に荷重を負荷できない難点がある。更に，結合モルタルには有効使用期間が設定されているため，一定期間しか貯蔵できない。また，結合モルタルはアンカー部分からの分離状態で保管・投入する必要があり，厳格な保安規定を遵守しなければならない。
【０００７】
ドイツ特許出願公開ＤＥ１０２１６８９７Ａ１号公報（特許文献３）は，拡開部分により拡開可能なスリーブ部分を具え，結合モルタルにより付加的にドリル孔内に係止される化学的・力学的アンカーを記載している。このアンカーは，打ち込み直後に荷重を部分的に負荷することが可能である。荷重は，結合モルタルが完全に硬化した後は，ドリル孔内壁の全長に亙って支持される。
【特許文献３】ドイツ特許出願公開ＤＥ１０２１６８９７Ａ１号公報
【０００８】
特許文献３に係る従来技術においては，結合モルタルは有効使用期間が設定されており，所定期間しか貯蔵できない難点がある。更に，化学的・力学的アンカーにおいても，結合モルタルをアンカー部分からの分離状態で保管・投入する必要があり，厳格な保安規定を遵守しなければならない。
【０００９】
ドイツ特許出願公開ＤＥ１１９８０３７Ａ１号公報（特許文献４）は，コンクリート部材に固定される固定ロッドを具えるアンカーを記載している。受孔を形成するために金属製スリーブをコンクリート部材に打ち込み，ポリアミド製スリーブ部分を金属製スリーブに挿入する。固定ロッドをスリーブ部分に押入すると，ポリアミド製スリーブ部分の余剰材料が排除される。
【特許文献４】ドイツ特許出願公開ＤＥ１１９８０３７Ａ１号公報
【００１０】
特許文献４に係る従来技術においては，コンクリート部材に受け孔を形成する必要がある。更に，このアンカー素子ではポリアミド製スリーブ部分と金属製スリーブを，アンカー部分からの分離状態で保管・投入しなければならない。また，係止構造が，基本的にはスリーブ部分と金属スリーブとの間，又はスリーブ部分とアンカー部分との間における摩擦結合にのみ依存するため，このアンカー素子では僅かな荷重しか負荷することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は，上述した従来技術における問題点を解消することができ，容易に適用可能であり，打ち込み直後の荷重負荷を許容すると共に，荷重がドリル孔の全長に亙って十分均等に支持されるアンカー素子を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決するため，本発明のアンカー素子は，独立請求項１の記載事項を要旨とするものである。また，本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載したとおりである。
【００１３】
すなわち，本発明に係る拡開アンカーは，アンカー部分と，スリーブ部分と，スリーブ部分を拡開させる拡開部分とを具え，スリーブ部分が，アンカー部分に一体化された熱可塑性材料の成形体であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明においては，鋼鉄等の剛性材料で構成されたアンカー部分が，熱可塑性材料製のスリーブ部分により被覆される。したがって，アンカーが単一の複合体で構成され，アンカーの一部を分離状態で保管・投入する必要がない。更に，本発明に係るアンカーは，基本的に有効使用期限がないため，特別な保安規定を必要とせず，長期に亘って保管可能である。
【００１５】
アンカー素子は受け孔に回動させながら取り付ける。受け孔の内径は，アンカー素子又はスリーブ部分の外径よりも小とする。その結果，スリーブ部分の熱可塑性材料が摩擦熱により材料の軟化温度，溶融温度又は分解温度に至るまで加熱される。スリーブ部分の余剰材料が排除又は排出されるため，スリーブ部分はドリル孔の形状に最良に適合する。ドリル孔内の最小のアンダーカット及び凹凸部が，スリーブ部分の硬化後に形状結合による係止部分を形成する。取り付け工程の間にスリーブ部分は付加的に半径方向に変形すると共に，拡開力を増加させる。更に，適当なプラスチックを用いる場合には，スリーブ部分をドリル孔内壁に粘着結合することができる。通常，プラスチック加工の間及び後に生じる粘着力，又は収縮プロセスにより生じる力がアンカー部分とスリーブ部分との間でトルク伝達に十分である限り，別にトルク伝達手段等を設ける要がない。
【００１６】
スリーブ部分を拡開させるための少なくとも１個の拡開部分は，アンカー部分の前端部に配置され，引張荷重の作用下でスリーブ部分を拡開させることによりアンカー素子を付加的にドリル孔内に係止するように構成するのが有利である。既に打ち込みに際して生じた拡開力の作用が，付加的にバックアップされる。アンカー部分の長手方向軸線に対して拡開部分がなす円錐角は，５°〜４０°，特に１０°〜２０°の範囲内で設定するのが有利である。この場合には複数の係止要素が，作用する拡開力及び粘着力に基づいて，アンカー素子の荷重負荷能力を高めている。別の実施形態において，複数の拡開部分は拡開コーンとしてアンカー部分の長手方向に配置することが可能である。この場合，引張荷重がアンカー部分に集中すると，スリーブ部分は複数の領域において拡開することとなる。
【００１７】
従来の化学的アンカーに対して，本発明による拡開アンカーでは，天井領域での頭上固定作業に際しても結合モルタル等の滴下なしに作業することが可能である。特別な保安措置が不要であり，作業の安全性が向上し，清潔な作業が可能であるる。化学物質の取り扱いが不要のため，汚染のリスクが低下すると共に，ドリル孔の周辺領域における変色が低減するだけでなく，誤作業の危険性も低下する。更に，結合モルタルのための押出装置やカートリッジも不要である。従来の拡開アンカー又はスリーブアンカーに比べて，負荷された荷重が係止部分のほぼ全長に亙って十分均等に分散して支持される。したがって，実際には僅かな軸線‐及び縁部距離を実現可能にする局部的な拡開力は生じない。本発明による拡開アンカーは荷重負荷が直ちに可能となり，受け孔内壁とアンカー部分との間には水分又は湿気が浸入するようなスリットは存在しない。更に，本発明の拡開アンカーによれば，安価に調達可能な固定素子を実現することが可能である。この固定素子では，従来の拡開アンカー又は機械的なアンカー素子よりも浅い打ち込み深さで十分な係止が可能となり，亀裂を有する基材に対しても安全に適用可能である。
【００１８】
熱可塑性材料としては，繊維補強材料を採択するのが好適である。この場合にはスリーブ部分の力学的特性，特に強度が繊維無添加の熱可塑性材料に比べて向上する。例えば，グラスファイバー又は芳香族ポリアミド繊維を熱可塑性材料に添加するのが好適である。特に，熱可塑性材料の圧縮強度を向上させるために，カルシウムカーボネート等を鉱物質として充填することができる。熱可塑性材料に対する混入量は，例えば１０ｗｔ％〜５０ｗｔ％，好適には１５ｗｔ％〜４０ｗｔ％とする。
【００１９】
熱可塑性材料としては，極性を有する材料を採択するのが好適である。この場合には，打ち込み工程に際して，特に，スリーブ部分とドリル孔内壁との間や，スリーブ部分とアンカー部分との間の粘着作用が増強される。特に有利な粘着特性を発現する熱可塑性材料は，エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等である。
【００２０】
熱可塑性材料としては，ポリアミドを採択するのが好適である。ポリアミドは，燃焼時でも残留負荷能力を確保する溶融温度を有する。更に，ポリアミドはアルカリ媒体に対する耐性を有し，良好な強度を発現すると共に，強靭であり，特に低温靭性に優れている。
【００２１】
その他の考え得る熱可塑性材料として，例えば，ポリオキシメチレン（ＰＯＭ），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），ポリプロピレン，ポリ塩化ビニル，アクリルグラス，ポリテトラフルオルエチレン，ポリカーボネート，ポリアセテート，高圧又は低圧ポリエチレン等を列挙することができるが，それ以外の熱可塑性材料を使用することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を図示の好適な実施形態について更に具体的に説明する。
【００２３】
図１及び図２に示した拡開アンカー１１は，アンカー部分１２と，アンカー部分１２に一体化されたスリーブ部分１３とを具える。スリーブ部分１３は，ポリアミド等の熱可塑性材料から成形する。アンカー部分１２は，打ち込み方向とは反対側の後端部領域に，荷重係止手段としての外ねじを具える。アンカー素子１１が受け孔１７内に装入されると，外ねじ１４にナット１５を締結することにより所望の物体を基材１６に固定することが可能である。アンカー部分１２の前端部には，スリーブ部分１３を拡開させるための円錐形状を有する拡開部分１８をに形成する。本実施例において，拡開部分１８の円錐角αは１５°である。
【００２４】
スリーブ部分１３の外径Ａを，ドリル孔１７の内径Ｄより大とする。アンカー素子１１は，適当な打ち込み装置（図示せず）を用いて回動させながら受け孔１７内に装入する。
【００２５】
熱可塑性材料は，グラスファイバ又は鉱物繊維で補強する。グラスファイバ補強された熱可塑性材料の実施例は，以下のとおりである。
実施例１：
スリーブ部分は，２５ｗｔ％のグラスファイバで繊維補強されたポリアミド６（ＰＡ６）から成形する。
実施例２：
スリーブ部分は，４０ｗｔ％のグラスファイバで繊維補強されたポリアミド６．６（ＰＡ６．６）から成形する。
【００２６】
次に，鉱物繊維で補強された熱可塑性材料の実施例は以下のとおりである。
実施例３：
スリーブ部分は，２０ｗｔ．％のカルシウムカーボネート繊維で補強されたポリプロピレン（ＰＰ）から成形する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るアンカー素子を示す断面図である。
【図２】図１のアンカー素子を打ち込み状態で示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１  アンカー素子
１２  アンカー部分
１３  スリーブ部分
１４  外ねじ
１５  ナット
１６  基材
１７  受け孔
１８  拡開部分
【図１】
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【図２】
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