(57)【要約】      （修正有）【課題】インサートを撓み部が設けられた形状に成形して衝撃吸収機能を付加し、インサート埋込み周辺部に応力が集中しないようにした衝撃吸収型インサート及びその製造方法を提供する。【解決手段】インサート１は、内面にネジ締結部のない筒状体の固定部３と、内面をネジ部４ａとし外面を軸平行面とした筒状体の可動部と、前記固定部と前記可動部４との間に位置した形状変形可能に形成された衝撃吸収部２とを備えるように構成し、その製造方法は、固定部と可動部と衝撃吸収部２とを備えた衝撃吸収型インサートの外形状を刻設した金型内に筒状部材をセットし、この筒状部材の内部に圧力を加えて膨張させ、前記筒状部材を前記金型のインサート形状刻設部に押圧して金型に形成されているインサート形状に成形するように製造する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面にネジ締結部のない筒状体の固定部と、内面をネジ部とし外面を軸平行面とした筒状体の可動部と、前記固定部と前記可動部との間に位置した衝撃吸収部とを備えたことを特徴とする衝撃吸収型インサート。
【請求項２】
内面にはネジ締結部のない筒状体に形成した固定部と、内面がネジ部で外面が凹凸のない軸平行面となる筒状体に形成した可動部と、前記固定部と前記可動部との間で同軸的に位置した衝撃吸収部とを備え、この衝撃吸収部を介して前記固定部に前記可動部を近接離間可能にしたことを特徴とする衝撃吸収型インサート。
【請求項３】
軸方向の任意箇所に設けた可撓性を有する衝撃吸収部と、この衝撃吸収部よりも開口側に位置して開口端にネジ部品の挿入口を備え主要部を凹凸のない筒状体に形成した固定部と、前記衝撃吸収部よりも奥側に位置して主要部を内面がネジ部で外面が凹凸のない軸平行面となる筒状体に形成した可動部とを備え、加えられた衝撃的な荷重を前記衝撃吸収部により吸収することを特徴とする衝撃吸収型インサート。
【請求項４】
固定部と可動部と衝撃吸収部とを備えた衝撃吸収型インサートの外形状を刻設した金型内に筒状部材をセットし、この筒状部材の内部に圧力を加えて膨張させ、前記筒状部材を前記金型のインサート形状刻設部に押圧して金型に形成されているインサート形状に成形することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の衝撃吸収型インサートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートに埋め込みボルト等の締結部材を螺合するための衝撃吸収型インサート及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、壁板、床板又は天井板等のコンクリート構造物や枕木等に埋め込まれてボルトをねじ込むための雌ネジ部を用意するインサートには、例えば、セラミックスで形成された有底の筒型の本体と、ステンレス鋼で形成されコンクリート表面にネジ孔を設ける雌ねじ部とから構成されており、本体は底部外面を拡径した円筒状に形成するとともに内部にねじ部を設けてボルトを螺合できるようにしているインサートが開示されている（特許文献１）。
【０００３】
また、他の例では、全体をセラミックスで形成した筒状体であって、内部にはボルトをねじ込むネジ孔を貫通し、外周には軸方向の複数箇所に直径を同一にした同径部を形成し、その同径部の中間に同径部の直径から徐々に縮小して再び拡大して隣の同径部と同じ直径に至る絞り部を形成したインサートが開示されている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−８５７２号公報（特許請求の範囲、第２〜３頁）
【特許文献２】
特開平１０−２９９０９９号公報（特許請求の範囲、第２〜３頁）
【０００５】
これらのインサートは、本体の材質は別にして、内形状として少なくとも一部にはねじ部が形成されてボルト等の締結部品が取付けられるように成形され、そして、外形状は凹凸部或は湾曲部が設けられて構造物に埋め込まれた場合に引抜方向の力が作用しても抜けないような形状に成形されている。
【０００６】
〔従来技術の問題点〕
このような従来のインサートは、剛性を持たせて変形しないように製作されているが、近年、巨大地震や直下型の地震が発生して大きな被害を被るようになったことにより、インサートを埋め込むコンクリート構造物に対しても、インサート周辺にかかる集中応力によってコンクリート構造物が破損することがないようにするための、耐震性、免振性等の新たな特性を付加することを考慮しなければならなくなっている。
しかし、インサートについては、単品製品であれ、複数の部品の組合せ製品であれ、地震発生時にコンクリート構造物に対して耐震性、免振性等を与える具体的な構成がなく、この点で、新たなインサートが望まれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における前記問題点に鑑みて成されたものであり、これを解決するため具体的に設定した技術的な課題は、インサートを撓み部が設けられた形状に成形して衝撃吸収機能を付加し、インサート埋込み周辺部に応力が集中しないようにして、コンクリート構造物に耐震性あるいは免振性等の特性を与えることができる衝撃吸収型インサート及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を効果的に解決できる具体的に構成された手段としての本発明における請求項１に係る衝撃吸収型インサートは、内面にネジ締結部のない筒状体の固定部と、内面をネジ部とし外面を軸平行面とした筒状体の可動部と、前記固定部と前記可動部との間に位置した形状変形可能に形成された衝撃吸収部とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
これにより、地震発生時等の衝撃的に荷重が加えられた場合には、インサートを埋め込んだコンクリート構造物とインサートに螺合したボルト等の締結部材とに伝達される荷重が、振動により生じる荷重の大きさと方向がそれぞれの部材によって異なる場合、締結部材がコンクリート構造物から引き抜かれる方向の成分の作用により、可動部がインサート埋め込み部の中で軸方向へ移動して衝撃吸収部の形状を変形させ、締結部材が固定部の中で軸方向に移動して、インサート周辺部のコンクリート構造物に破壊的な荷重が加えられないようにする。
【００１０】
また、請求項２に係る衝撃吸収型インサートは、内面にはネジ締結部のない筒状体に形成した固定部と、内面がネジ部で外面が凹凸のない軸平行面となる筒状体に形成した可動部と、前記固定部と前記可動部との間で同軸的に位置した弾性変形可能に形成された衝撃吸収部とを備え、この衝撃吸収部を介して前記固定部に前記可動部を近接離間可能にしたことを特徴とする。これにより、地震発生時等の衝撃的な荷重が加えられた場合、締結部材がコンクリート構造物から引き抜かれる方向の成分の作用により、可動部がインサート埋め込み部の中で軸方向へ移動して衝撃吸収部を弾性的に変形させ、締結部材が固定部の中で軸方向に移動して、インサート周辺部のコンクリート構造物に破壊的な荷重が加えられないようにする。
【００１１】
また、請求項３に係る衝撃吸収型インサートは、軸方向の任意箇所に設けた可撓性を有する衝撃吸収部と、この衝撃吸収部よりも開口側に位置して開口端にネジ部品の挿入口を備え主要部を凹凸のない筒状体に形成した固定部と、前記衝撃吸収部よりも奥側に位置して主要部を内面がネジ部で外面が凹凸のない軸平行面となる筒状体に形成した可動部とを備え、加えられた衝撃的な荷重を前記衝撃吸収部により吸収することを特徴とするものである。これにより、地震発生時等の衝撃的な荷重が加えられた場合、締結部材がコンクリート構造物から引き抜かれる方向の成分の作用により、可動部がインサート埋め込み部の中で軸方向へ移動して衝撃吸収部を撓み変形させ、締結部材が固定部の中で軸方向に移動して、インサート周辺部のコンクリート構造物に破壊的な荷重が加えられないようにする。
【００１２】
また、請求項４に係る衝撃吸収型インサートの製造方法は、固定部と可動部と衝撃吸収部とを備えた衝撃吸収型インサートの外形状を刻設した金型内に筒状部材をセットし、この筒状部材の内部に圧力を加えて膨張させ、前記筒状部材を前記金型のインサート形状刻設部に押圧して金型に刻設されているインサート形状に成形することを特徴とするものである。これにより、従来では製造が困難であった三次元形状の衝撃吸収構造を有するインサートを、実用に供し得る形態で一括成形することができ、インサートの製造において高い生産性と低コストが実現する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
ただし、この実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【００１４】
〔第１実施形態〕
この衝撃吸収型インサートは、図１に示すように、有底筒状体に形成されたインサート成形品１であって、中央部に外方へ向け拡径して軸方向へ弾性的に撓み易くして形状変形可能に形成した衝撃吸収部２を設け、この衝撃吸収部２から開口端１ａまでを開口側端部を拡径した円筒形状に形成したコンクリート構造物に固定される固定部（ストレート部）３とし、衝撃吸収部２から有底側端面１ｂまでを内周面に締結部材を螺合できるようにする雌ネジ部４ａを刻設するとともに外周面４ｂを軸平行の円筒形状にして軸方向へ移動可能に形成した可動部４として形成する。
【００１５】
衝撃吸収部２は、固定部３と可動部４との間に同軸的に位置し、筒状体の周面の一部を、蛇腹の外方へ拡径する部分のように外方へ突出させるとともに、最外周部分を軸方向に小さな曲率半径で湾曲して湾曲部前後に位置する突出部の軸方向間隔を狭くした形状に形成する。この衝撃吸収部２が変形することにより固定部３と可動部４とが近接離間可能になる。また、固定部３と可動部４との間に位置する衝撃吸収部２は、固定部３と可動部４のそれぞれの長さにより、インサート成形品１の軸方向における任意の位置に設けられる。
【００１６】
固定部３は、開口端１ａから衝撃吸収部２までの主要部は少なくとも内面側には凹凸のない円筒形状に形成し、開口端１ａは円筒部から滑らかに拡径する締結部材挿入口を形成して、内面にネジ締結部のない筒状体とする。
可動部４は、衝撃吸収部２から閉鎖側の端部までの主要部は円筒形状に形成し、内面には雌ネジ部４ａを形成するとともに外周面４ｂを凹凸のない軸平行面に形成した筒状体とし、閉鎖側の端部には雌ネジ部４ａに有底側端面１ｂとして端面を形成する底蓋部材５のネジ部５ａを螺合して一体化することにより有底筒状体を形成する。
【００１７】
このような衝撃吸収型インサートの製造方法は、図２に示すように、固定部３と可動部４と衝撃吸収部２とを備えた衝撃吸収型インサートの外形状を刻設した２つに縦割り分解可能な金型１１（のインサート形状刻設部）に、加工前の素材として両端を開口した円筒形で金型１１の所定位置に納まる大きさに切断した鋼管１２をセットし（第１工程）、この鋼管１２の両開口部に密接するとともに金型１１の圧入口と閉鎖口との各開口をそれぞれ密封する止め型１３，１４を取り付け（第２工程）、圧入口側の止め型１３に加圧用パイプ１５を接続して液圧、ゴム圧等による内圧を加え（第３工程）、鋼管１２が加圧により膨張することによって金型１１の内面（インサート形状刻設部）に押圧され、金型１１に刻設されている形状に塑性変形して一挙に所定形状に成形される。成形後、止め型１３，１４を取り外し、金型１１を半割金型１１ａ，１１ｂに分解して、成形部品１６を取り出す（第４工程）。成形部品１６の閉鎖側の端部をねじタップ１７により雌ネジ部４ａを形成し（第５工程）、雌ネジ部４ａに底蓋部材５を螺合して（第６工程）、閉鎖側の端部を密閉することにより、底蓋部材５を有する有底筒状体を形成したインサート成形品１を完成する（第７工程）。
【００１８】
このような製造方法により、従来では製造が困難であった衝撃吸収構造を有する三次元形状のインサート成形品１を実用に供し得る形態に成形でき、インサート製造において高い生産性と低コストを実現できるようになる。
【００１９】
このような衝撃吸収型インサートでは、図３で示すように、コンクリート構造物２０の中に埋め込まれたインサート成形品１の開口端１ａから取付ボルト２１を挿入し（図３（Ａ））、取付ボルト２１のネジ部を可動部４の雌ネジ部４ａに螺合して（図３（Ｂ））、コンクリート構造物２０と取付ボルト２１のボルト頭との間にアングル材等の構造部材２２を挟持して、必要な部材を組み付ける。
【００２０】
このインサート使用時に、地震発生等の衝撃的に荷重が加えられた場合には、インサート成形品１を埋め込んだコンクリート構造物２０とインサート成形品１に螺合した取付ボルト２１とに伝達される荷重が、振動により生じる荷重の大きさと方向がそれぞれの部材によって異なる場合、取付ボルト２１がコンクリート構造物２０から引き抜かれる方向の成分の力が作用することにより、可動部４がコンクリート構造物２０のインサート埋め込み部（の可動部側）２０ａの中で軸方向へ移動して衝撃吸収部２を変形させ、コンクリート構造物２０のインサート埋め込み部（固定部側）２０ｂで位置固定されている固定部３の中で取付ボルト２１（のネジ部或は胴部）が軸方向に移動して、加えられた衝撃的な荷重を衝撃吸収部２により効果的に吸収し、コンクリート構造物２０のインサート周辺部に破壊的な荷重が加えられないようにする（図３（Ｃ））。
そして、加えられた荷重が消失した時或は逆方向の荷重が加えられた時には、衝撃吸収部２が元の形状に復元して、取付ボルト２１が元の状態に戻り取付状態を維持する。
【００２１】
このようなインサート成形品１は、加えられた荷重と衝撃吸収部２の変位量との関係についての実験データを分析した結果、図４に例示するような斜線領域内の弾性域及び調整域で機能するように、湾曲部の大きさ、曲率半径及び材料厚等の衝撃吸収部２の詳細を規定することにより、衝撃吸収力を管理することができる。
【００２２】
このような衝撃吸収作用は大きなコンクリート壁面だけに有効なのではなく、例えば枕木のような比較的小型のコンクリート製品でも有効に作用し、従来の固定金具で衝撃吸収を行っているものでは、少なからずコンクリート側に衝撃が伝播して、数年毎にひび割れた枕木を交換しなければならなかった点を解消し、コンクリート破壊が起こらなくなるため、永年にわたり枕木の使用が可能となる。
【００２３】
〔第２実施形態〕
この衝撃吸収型インサートは、図５に示すように、有底筒状体のインサート成形品であって、中央部に外方へ向け拡径して軸方向へ弾性的に撓み易くして形状変形可能に形成された衝撃吸収部３２を設け、この衝撃吸収部３２から開口端３１ａまでをコンクリート構造物に固定される固定部３３とし、衝撃吸収部３２から有底側端面３１ｂまでを軸方向に移動可能な可動部３４として形成する。
【００２４】
衝撃吸収部３２は、固定部３３と可動部３４との間に同軸的に位置し、筒状体の周面の一部を、蛇腹の外方へ拡径する部分のように外方へ突出させるとともに、最外周部分を軸方向に小さな曲率半径で湾曲して湾曲部前後に位置する突出部の軸方向間隔を狭くした形状に形成する。この衝撃吸収部３２が変形して固定部３３と可動部３４とが近接離間可能になる。また、固定部３３と可動部３４との間に位置する衝撃吸収部３２は、固定部３３と可動部３４のそれぞれの長さにより、有底筒状体のインサート成形品３１の軸方向における任意の位置に設けられることになる。
【００２５】
固定部３３は、開口端３１ａから衝撃吸収部３２までの主要部は少なくとも内面側には凹凸のない円筒状に形成し、開口端３１ａは円筒部から滑らかに拡径する締結部材挿入口を形成して、内面にネジ締結部のない筒状体を形成する。
可動部３４は、衝撃吸収部３２から有底側端面３１ｂまでの主要部は円筒状に形成し、内面には雌ネジ部３４ａを形成するとともに外面を凹凸のない軸平行面３４ｂに形成した筒状体を形成する。
【００２６】
この実施の形態に係る衝撃吸収型インサートの製造方法は、固定部３３と可動部３４と衝撃吸収部３２とを備えた衝撃吸収型インサートの外形状を刻設した金型（図示せず）のインサート形状刻設部（図示せず）に、加工前の素材として予め絞り加工を行って所定形状の有底円筒形に成形した部材（図示せず）をセットし、この部材に液圧、ゴム圧等による内圧を加えて膨張させることにより、膨張した部材がインサート形状刻設部に押圧されて金型に刻設されている形状に塑性変形し、一挙に全形状が成形される。
このため、従来では製造が困難であった有底円筒状の衝撃吸収構造を有するインサートを実用に供し得る形態で一括して成形でき、インサート製造において高い生産性と低コストが実現する。
【００２７】
このような衝撃吸収型インサートでは、図６で示すように、コンクリート構造物２０の中に埋め込まれたインサート成形品３１の開口端３１ａから取付ボルト２１を挿入し（図６（Ａ））、取付ボルト２１のネジ部を可動部３４の雌ネジ部３４ａに螺合して（図６（Ｂ））、コンクリート構造物２０と取付ボルト２１のボルト頭との間にアングル材等の構造部材２２を挟持して、必要な部材を組み付ける。
【００２８】
このインサート使用時に、地震発生等の衝撃的に荷重が加えられた場合には、インサート成形品３１を埋め込んだコンクリート構造物２０とインサート成形品３１に螺合した取付ボルト２１とに伝達される荷重が、振動により生じる荷重の大きさと方向がそれぞれの部材によって異なる場合、取付ボルト２１がコンクリート構造物２０から引き抜かれる方向の成分の力が作用することにより、可動部３４がコンクリート構造物２０のインサート埋め込み部（可動部側）２０ａの中で軸方向へ移動して衝撃吸収部３２を変形させ、コンクリート構造物２０のインサート埋め込み部（固定部側）２０ｂで位置固定されている固定部３３の中で取付ボルト２１（のネジ部或は胴部）が軸方向に移動して、加えられた衝撃的な荷重を衝撃吸収部３２により効果的に吸収し、コンクリート構造物２０のインサート周辺部に破壊的な荷重が加えられないようにする（図６（Ｃ））。
そして、加えられた荷重が消失した時或は逆方向の荷重が加えられた時には、衝撃吸収部３２が元の形状に復元して、取付ボルト２１が元の状態に戻り取付状態を維持する。
【００２９】
〔別態様〕
このような実施の形態は、発明の趣旨を理解しやすくするため具体的に説明しているが、発明内容を限定するものではないから、特に説明されていない別の態様を制限するものではなく、適宜変更しても良い。このような意味で発明の趣旨に沿ういくつかの別態様を以下に示す。
【００３０】
インサート成形品１又は３１では、衝撃吸収部２又は３２を中央部に１つ設けた例を取り上げたが、軸方向の移動量をより大きくするため、複数の衝撃吸収部２又は３２を設けるようにしても良い。また、引抜方向ばかりでなく押込方向にも移動可能にするため、雌ネジ部４ａ又は３４ａに対して、軸方向の前後に衝撃吸収部２又は３２を設けるとともに締結部材の先端側に空間が設けられるようにしても良い。また、押込方向だけに移動可能にするため、雌ネジ部４ａ又は３４ａに対して、軸方向の前後に衝撃吸収部２又は３２を設けるとともに雌ネジ部４ａ又は３４ａの開口端側に位置する衝撃吸収部２又は３２の湾曲部前後に位置する突出部の軸方向間隔を密着して離間する方向にのみ移動できるようにし、さらに締結部材の先端側に空間が設けられるようにしても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明では、請求項１に係る衝撃吸収型インサートでは、地震発生時等の衝撃的に荷重が加えられた場合には、インサートを埋め込んだコンクリート構造物とインサートに螺合した締結部材とに伝達される荷重が、振動により生じる荷重の大きさと方向がそれぞれの部材によって異なる場合に、締結部材がコンクリート構造物から引き抜かれる方向の成分の作用により、可動部がインサート埋め込み部の中で軸方向へ移動して衝撃吸収部の形状を変形し、締結部材が固定部の中で軸方向に移動することにより、インサート周辺部のコンクリート構造物に破壊的な荷重が加えられないようにすることができる。
【００３２】
また、請求項２に係る衝撃吸収型インサートでは、地震発生時等の衝撃的な荷重が加えられた場合、締結部材がコンクリート構造物から引き抜かれる方向の成分の作用により、可動部がインサート埋め込み部の中で軸方向へ移動して衝撃吸収部を弾性的に変形させ、締結部材が固定部の中で軸方向に移動して、インサート周辺部のコンクリート構造物に破壊的な荷重が加えられないようにすることができる。
【００３３】
また、請求項３に係る衝撃吸収型インサートでは、地震発生時等の衝撃的な荷重が加えられた場合、締結部材がコンクリート構造物から引き抜かれる方向の成分の作用により、可動部がインサート埋め込み部の中で軸方向へ移動して衝撃吸収部を撓み変形させ、締結部材が固定部の中で軸方向に移動して、インサート周辺部のコンクリート構造物に破壊的な荷重が加えられないようにすることができる。
【００３４】
また、請求項４に係る衝撃吸収型インサートの製造方法では、従来は製造が困難であった三次元形状の衝撃吸収構造を有するインサートを、実用に供し得る形態で一括成形することができ、インサートの製造において高い生産性と低コストを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるインサートを示す説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は半断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるインサートの製造工程を示す工程説明図であり、（１）は円筒形状素材の金型へのセット工程、（２）は止め金取付工程、（３）は加圧用パイプの取付工程、（４）は脱型工程、（５）は雌ネジ加工工程、（６）は底蓋取付工程、（７）は完成品を示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるインサートの使用状態を示す説明図であり、（Ａ）は埋め込まれたインサートにボルトが挿入される状態を示す部分断面説明図、（Ｂ）は埋め込まれたインサートにボルトが螺合された状態を示す半断面説明図、（Ｃ）は地震等による衝撃的な荷重が加えられた場合の衝撃吸収部の変形状態を示す半断面説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるインサート使用範囲を示す荷重−変位領域説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるインサートを示す説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は半断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるインサートの使用状態を示す説明図であり、（Ａ）は埋め込まれたインサートにボルトが挿入される状態を示す部分断面説明図、（Ｂ）は埋め込まれたインサートにボルトが螺合された状態を示す半断面説明図、（Ｃ）は地震等による衝撃的な荷重が加えられた場合の衝撃吸収部の変形状態を示す半断面説明図である。
【符号の説明】
１，３１      インサート成形品
１ａ，３１ａ  開口端
１ｂ，３１ｂ  有底側端面
２，３２      衝撃吸収部
３，３３      固定部
４，３４      可動部
４ａ，３４ａ  雌ネジ部
５            底蓋部材
５ａ          ねじ部
１７          ねじタップ
２０          コンクリート構造物
２０ａ        インサート埋め込み部（可動部側）
２０ｂ        インサート埋め込み部（固定部側）
２１          取付ボルト（締結部材）
【図１】
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【図２】
2004332294.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004332294.tif 000006
【図５】
2004332294.tif 000007
【図６】
2004332294.tif 000008