(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打ち込み装置のための回転把持手段（１３）と、タッピングねじ部（２１）を有するシャフト（１２）とを備えた固定素子であって、このシャフト（１２）は、前記回転把持手段（１３）とは反対側に遊端（１６）を有し、
前記ねじ部（２１）に、前記遊端（１６）の領域（１５）にねじ山始端（３５）を有する少なくとも１個のねじ山（２２；４２）を設け、
前記少なくとも１個のねじ山（２２；４２）の、少なくとも前記ねじ山始端（３５）に連続する部分（２３；４３）に、横断面の異なるねじ山段（２４，２５，２６，２７；４４，４５，４６，４７）を設け、
これらの前記ねじ山段（２４，２５，２６，２７；４４，４５，４６，４７）に、少なくとも部分的に前記ねじ山始端（３５）に向けて整列させ、刃として構成した端面（２８，２９，３０，３１；４８，４９，５０，５１）を設け、
前記少なくとも１個のねじ山（２２；４２）の延在方向に沿う該ねじ山（２２；４２）の横断面を、前記ねじ山始端（３５）に向かって段階的に、前記ねじ山段（２４，２５，２６，２７；４４，４５，４６，４７）からこれに隣接する前記ねじ山段（２５，２６，２７；４５，４６，４７）へと連続的に小さくし、
前記少なくとも１個のねじ山（２２；４２）の延在方向に沿う該ねじ山（２２；４２）の横断面において、互いに隣接する２つの前記端面（２８，２９，３０，３１；４８，４９，５０，５１）どうしを連結する前記ねじ山段（２４，２５，２６，２７；４４，４５，４６，４７）のねじ頂（３２，３３，３４；５２，５３，５４）を、それぞれ、前記ねじ山始端（３５）に向かって、該ねじ山（２２；４２）の谷底（１７）に対して平行に延在させ又は該谷底（１７）に向かう方向に傾斜させたことを特徴とした固定素子。
【請求項２】
請求項１に記載する固定素子において、前記少なくとも１個のねじ山（２２）のねじ山高さ（Ａ，Ｂ，Ｃ）を、前記ねじ山始端（３５）に向かって段階的に、前記ねじ山段（２４，２５，２６，２７）からこれに隣接する前記ねじ山段（２５，２６，２７）へと連続的に低くした固定素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載する固定素子において、前記少なくとも１個のねじ山（２２）の、前記谷底（１７）におけるねじ山幅（M，N，O，P）を、前記ねじ山始端（３５）に向かって段階的に、前記ねじ山段（２４，２５，２６，２７）からこれに隣接する前記ねじ山段（２５，２６，２７）へと連続的に小さくした固定素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載する固定素子において、前記ねじ山段（２４，２５，２６，２７）の、前記谷底（１７）からのねじ山高さ（Ａ，Ｂ，Ｃ）をそれぞれ一定とした固定素子。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載する固定素子において、前記ねじ山段（４４，４５，４６，４７）は、前記谷底（１７）からのねじ山高さを変化させるものとした固定素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載する固定素子において、前記ねじ山段（２４，２５，２６，２７；４４，４５，４６，４７）を、ねじ山領域の１０°〜７２０°にわたって延在させた固定素子。
【請求項７】
請求項６に記載する固定素子において、前記ねじ山段（２４，２５，２６，２７；４４，４５，４６，４７）を、ねじ山領域の９０°〜３６０°にわたって延在させた固定素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載する固定素子において、３〜１０の前記ねじ山段（２４，２５，２６，２７；４４，４５，４６，４７）を、前記少なくとも１個のねじ山（２２；４２）に設けた固定素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載する固定素子において、前記ねじ山段（２４，２５，２６，２７；４４，４５，４６，４７）の前記端面（２８，２９，３０，３１；４８，４９，５０，５１）を、−１０°〜＋１０°の角度（Ｄ；Ｋ）、前記谷底（１７）の法線（１８）に対して傾斜させた固定素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載する固定素子において、前記ねじ山段（４４，４５，４６，４７）の前記端面（４８，４９，５０，５１）の高さ増分（Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｊ）を、隣接する前記ねじ山段（４５，４６，４７）と比較して、前記ねじ山始端（３５）に向かうほど増大させた固定素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打ち込み装置のための回転把持手段と、タッピングねじ部を有するシャフトとを備えた固定素子であって、このシャフトは、回転把持手段とは反対側に遊端を有し、また、ねじ部には、遊端領域にねじ山始端を有する少なくとも１個のねじ山を設け、さらに、少なくとも１個のねじ山の、少なくともねじ山始端に連続する部分に、横断面の異なるねじ山段を設け、これらねじ山段には、少なくとも部分的にねじ山始端に向けて整列させ、刃として構成した端面を設けた固定素子に関する。
【０００２】
この種の、例えばコンクリートねじまたは雌ねじスリーブなどの固定素子は、事前に基礎構造に設けられたドリル穿孔した孔内に、例えばねじ回し装置などの打ち込み装置によってねじ止めされ、その際タッピングねじ部が、基礎構造のドリル孔の内壁に雌ねじをタッピング（ねじ立て）し、固定素子を固定する。
【０００３】
当該固定素子は、主に、例えばコンクリートまたは組積体のような無機物基礎構造はもろい材料において使用される。雌ねじをタッピングする際に、基礎構造内では材料の破損が生じ、このことで、得られた雌ねじは、部分的に必要以上に拡張される。このような部分的拡張が生じると、固定素子がねじ込まれた状態において耐え得る荷重は小さいものとなる。
【０００４】
しかも、ねじ込み作業中に、固定素子および基礎構造内に変形が生じるため、高いねじ込みモーメントと、よってこれに対応するように構成された打ち込み装置とが必要となる。
【背景技術】
【０００５】
特許文献１（独国特許出願公開第１０１１３９４６号）には、打ち込み装置のための回転把持手段と、タッピングねじ部を有するシャフトとを備え、このシャフトに、回転把持手段とは反対側に遊端を設けた、コンクリートねじである固定素子が記載されている。このタッピングねじ部にはねじ山を設け、遊端領域にはねじ山外径部から延在する研削用の刻み目を設ける。
【０００６】
この既知の従来技術における欠点は、基礎構造に生ずる雌ねじは、研削によって形成されるのであって、刃によって形成されるわけではないという点にある。そのため、雌ねじの形成時には引き続きさらに材料の破損が生じるので、得られたアンダーカットの予め破損した領域においては、負荷伝達がさらに引き続き強く制限される。
【０００７】
特許文献２（独国実用新案登録第９１０３７７３号）には、打ち込み装置のための回転把持手段と、タッピングねじ部を有するシャフトとを備え、このシャフトの回転把持手段とは反対側に遊端を設けた、セルフタッピングである固定素子が記載されている。ねじ部には、遊端領域にねじ山始端を有するねじ山を設ける。ねじ山始端からは、横断面の異なるねじ山段を設ける。ねじ山段の横断面には、大きいものと小さいものとあり、それぞれ横断面の小さいねじ山段の後ろに横断面の大きいねじ山段が配置され、というように、ねじ山に沿って順次、交互に配置される。横断面の大きなねじ山段は、ねじ山始端方向に向けて整列させ、刃として構成された端面を備える。
【０００８】
この既知の従来技術における欠点は、交互に配置されたねじ山段を有するねじ山をもってしてもまだ、固定素子を打ち込む際に材料の破損が生じるおそれがある点である。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０１１３９４６号明細書
【特許文献２】独国実用新案登録第９１０３７７３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の課題は、無機物基礎構造にほぼ理想的な形状の雌ねじを形成する、セルフタッピング部を備えた固定素子を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、独立請求項に記載する特徴によって解決される。さらなる好適な実施形態を、従属項に記載する。
【００１１】
本発明によれば、少なくとも１個のねじ山の横断面を、ねじ山始端に向かって段階的に、ねじ山段からねじ山段へと連続的に小さくする。
【００１２】
少なくとも１個のねじ山の横断面は、ねじ山始端に向かって、それぞれ急激に減少させる。少なくとも１個のねじ山の、少なくともねじ山始端に連続する部分の形態は、ほぼ階段状とする。このとき、ねじ山始端から見て第１ねじ山段の第１端面は、ねじ山始端になければならない訳ではない。例えば、ねじ山始端からこのねじ山段の端面まで従来のねじ山ランアウト（逃げ部）を有するように、この第１端面をねじ山始端から離して配置することもできる。
【発明の効果】
【００１３】
ねじ山タッピングの開始時には、固定素子のねじ込み方向から見て第１ねじ山段の自由端面は、少なくとも１個のねじ山のねじ山始端に連続する部分において、基礎構造と係合する。この第１ねじ山段の横断面は一番小さい。他の刃を構成する、隣接するねじ山段または次のねじ山段の端面によって、既に得られた雌ねじ部はさらに深くなり、この作業は、次のねじ山段のさらに次の端面により、得られた雌ねじ部が、固定素子のねじ山のアンダーカットとして申し分の無いものとなるまで続けられる。少なくとも１個のねじ山の少なくともねじ山始端に連続する部分に設けたねじ山段によって、材料を大きく破損することなしに、また、基本的には、雌ねじの周囲領域における基礎構造も損傷することなく、精密なねじ山アンダーカットが得られる。さらに、個々の刃に生じる単位面積当たりの面圧はより小さいものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
好適には、少なくとも１個のねじ山におけるねじ山高さを、ねじ山始端に向かって段階的に、ねじ山段からねじ山段へと連続的に低くする。固定素子をねじ込む際、ねじ山始端から始まり、ねじ山段はそれより前に基礎構造と係合している他のねじ山段によって形成された雌ねじ部に、固定素子のねじ部にとって最適な深さまで半径方向に連続的に食い込む。
【００１５】
ねじ山高さとは、谷底からねじ頂までの高さを意味する。ちなみに谷底は、シャフトのコア外面に対応し、シャフトまたは固定素子の長手方向軸線の半径方向周囲に延在する。
【００１６】
少なくとも１個のねじ山の、谷底におけるねじ山幅を、ねじ山始端に向かって段階的に、ねじ山段からねじ山段へと連続的に小さくし、２個のねじ山段間で移行する際の端面が、横方向に、および好適には、ねじ部の延在方向に直交する両方向に、より横断面の小さいねじ山段よりも大きくなるようにする。端面および端面により生ずる刃は、特にもろい材料において好適な材料切削を実現できるように、順次により大きい作用面を有する。固定素子をねじ込む際、雌ねじは、長手方向軸線に平行に延在する平面において、固定素子のねじ山にとって最適な大きさまで連続的に拡張される。好適には、ねじ山段の谷底におけるねじ山幅は一定とする。代替実施形態として、ねじ頂にわたり谷底におけるねじ山幅は、ねじ山の延在方向に沿って変化させることもできる。このような実施形態において好適には、ねじ頂にわたる谷底におけるねじ山幅は、ねじ山始端に向かって、ねじ山の延在に沿って減少させる。さらに、ねじ頂にわたる谷底におけるねじ山幅は、部分的に増大または減少させ、また、ねじ山の延在に沿ってくびれた部分を有するようにすることができる。
【００１７】
好適な実施形態において、少なくとも１個のねじ山は、ねじ山始端に向かって常に、ねじ山段からねじ山段へと、ねじ山高さおよび谷底におけるねじ山幅において減少するものとする。ねじ山の横断面は、ねじ山始端に向かって、好適にはねじ山段からねじ山段へと急激に小さくする。
【００１８】
好適には、ねじ山段は、谷底から一定のねじ山高さを有するものとする。この実施形態において、少なくとも１個のねじ山の少なくともねじ山始端に連続する部分は、谷底に延在する平面に平行な平面において階段状の形態を有し、また、雌ねじが形成される際に基礎構造内の材料切削を段階的に行うようにする。ねじ頂またはねじ山の、半径方向外方にあるエッジは、谷底に延在する平面に平行に延在する。
【００１９】
本発明のさらに他の実施形態において、ねじ山段の谷底からの高さを変化させ、また、ねじ山のねじ山高さは、好適には、ねじ山始端へ向かって小さくなるように構成する。ねじ頂またはねじ山の、半径方向外方にあるエッジは、谷底に延在する平面に対して一定角度傾斜させる。ねじ山段の端面の１つに続いて、これに隣接するねじ山段は続いて基礎構造内に食い込み、この、ねじ山段に隣接するねじ山段の次の端面は、基礎における切削深さを再び、好適には急激に深くする。
【００２０】
好適には、固定素子において、ねじ頂またはねじ山の半径方向外方にあるエッジはそれぞれ、各ねじ山段において、谷底に延在する平面に対して平行または傾斜して整列させる。代替の実施形態において、固定素子においてねじ頂は、互いに異なる配向、つまり谷底に延在する平面に対して平行な配向、および傾斜した配向を混在させることもできる。
【００２１】
好適には、ねじ山段は、ねじ山領域の１０゜〜７２０゜にわたり、とくに好適には、ねじ山領域の９０゜〜３６０゜にわたって延在させる。この構成により、少なくとも一つのねじ山において、打ち込みの際にねじ山タッピング作業に好適な影響を及ぼす部分を、基礎構造内に雌ねじを形成するために充分に長く確保することになる。先述の角度領域はシャフトに関係するもので、領域の３６０゜にわたる場合、ねじ山段の延在は、固定素子もしくはシャフトの表面における全周に沿ったものとなる。
【００２２】
好適には３〜１０個、好適には４〜８個のねじ山段を、少なくとも１個のねじ山に設ける。この構成により、好適な基礎構造における好ましい材料切削を保証する。
【００２３】
好適には、ねじ山段の端面を、−１０゜〜＋１０゜の角度、谷底の法線に対して傾斜させる。このように端面を傾斜させることで、ねじ山の基礎構造に対する切削は、各ねじ山段によって、相応に影響される。好適には、全てのねじ山段もしくは全ての移行部の端面は、固定素子の１つのねじ山段から次のねじ山段へと、同じ角度で、谷底の法線に対して配向する。代案として、固定素子において、各ねじ山段の端面の傾斜を変化させることもできる。
【００２４】
好適には、ねじ山段の端面の高さ増分を、隣接するねじ山段と比較して、ねじ山始端方向に行くにつれて増大させる。この場合、固定素子の打ち込み作業の開始にあたり、基礎構造は、ねじ山始端に隣接する第１端面により、これに続く端面よりも強くタッピング（ねじ立て）され、最後の端面は、事前に得られたアンダーカット、または生じた雌ねじを少しだけしか拡張しない。この構成により、打ち込み作業の際に基礎構造にかかる負荷が小さくなり、さらに、予期せぬ材料の破損の危険性も小さくなる。
以下に、図面につき本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
図面において、同一部分には同一の符号を付して示す。
【実施例１】
【００２５】
図１〜３に示す固定素子１１は、コンクリートまたは組積構造のような無機物基礎構造用のコンクリートねじであり、図示しない、基礎構造に事前に設けられたドリル穿孔した孔内に設置する。固定素子１１は、図示しない打ち込み装置のための回転把持手段１３であるねじヘッドと、タッピングねじ部２１を支持するシャフト１２とを備え、このシャフト１２は、回転把持手段１３と反対側、すなわち打ち込み方向Ｓの前方に遊端１６を有する。遊端１６には、固定素子１１を図示しないドリル穿孔した孔内により簡単に案内するため円錐状に先細にした部分１９を設ける。
【００２６】
ねじ部２１は、遊端１６の領域１５にねじ山始端３５を有するねじ山２２を有する。ねじ山２２のねじ山始端３５に連続する部分２３には、横断面の異なる４個のねじ山段２４，２５，２６，２７を設け、各ねじ山段２４，２５，２６，２７は、ねじ山始端３５に向けて整列し、「基礎構造における材料除去のための刃」として構成した端面２８，２９，３０，３１を設ける。ねじ山２２の横断面は、ねじ山始端に向かって段階的に、ねじ山段とねじ山段の間は連続的に減少する。ねじ山段２４，２５，２６，２７は、ねじ山領域にわたり、谷底１７に関してねじ山２２を、ねじ山２２のねじ山の全体高さＨからねじ山始端３５に向かって段階的に減少させる。ねじ山段２４，２５，２６，２７は、ねじ山始端３５に向かって、ねじ山高さＡ，ＢおよびＣと、ねじ山幅M，N，OおよびPと減少する。ねじ山段２４，２５，２６，２７は、それぞれ端面２８，２９，３０，３１の間に、谷底１７からのねじ山高さＡ，ＢまたはＣを備える。各ねじ頂３２，３３，３４の、谷底１７におけるねじ山幅Ｎ，Ｏ，Ｐ、および、ねじ山２２の谷底１７におけるねじ山幅Ｍは、それぞれねじ山の長さにわたり一定である。そのため、端面２８，２９，３０，３１は、高さのみならず、幅においても増大する。ねじ山段２４，２５，２６，２７は、ねじ山領域において約２７０°にわたって延在する。全ての端面２８，２９，３０，３１は、谷底１７の鉛直（法）線１８に対し、角度Ｄ（＋８度）だけ傾ける。端面２８，２９，３０，３１は、回転把持手段１３が配置されているシャフト１２の端部１４に向けて整列させ、そのため、刃の切削角度はねじ込み方向に対して負の角度をなす。
【実施例２】
【００２７】
図４に示す第２の実施例において、ねじ山４２の、ねじ山段４４，４５，４６および４７を有するねじ山始端に続く部分４３において、これらの端面４８，４９，５０，５１はそれぞれ異なる高さ増加分Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｊを備え、端面４８，４９，５０，５１の高さ増分Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｊは、シャフト１２の遊端１６方向もしくはねじ山始端３５に向かって増大する。ねじ山段４４，４５，４６および４７は、それぞれ谷底１７で延在する平面に対して傾斜して設ける。それぞれ谷底１７からのねじ山高さが変化する。ねじ山段のねじ頂５２，５３，５４は、それぞれ端面４８，４９，５０，５１の間で、ねじ山始端３５とは反対側に行くにつれて上昇するように延在する。ねじ頂５２は、谷底１７が延在する平面に対しある角度をなして延在し、この角度は、隣接ねじ頂５３の対応角度よりも傾斜を大きくする。ねじ頂５３は、谷底１７が延在する平面に対しある角度をなして延在し、この角度は、隣接するねじ頂５４の対応角度よりも傾斜を大きくする。ねじ山段４４，４５，４６および４７の端面４８，４９，５０および５１は、全て、谷底１７の法線１８に対し同一角度Ｋ（−５度）だけ傾ける。端面４８，４９，５０および５１は、ねじ山始端に向けて整列させ、そのため、刃の切削角度は、ねじ込み方向に対して正の角度をなす。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明固定素子の側面図である。
【図２】図１に示す本発明固定素子のねじ山の、ねじ山始端に連続する部分の、部分的な斜視図である。
【図３】ねじ山のねじ山始端に続く部分の、図１におけるIII−III線上の部分断面図である。
【図４】ねじ山のねじ山始端に続く部分の第２実施例の、図３に対応する部分断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１  固定素子
１２  シャフト
１３  回転把持手段
１４  シャフトの端部
１５  遊端領域
１６  遊端
１７  谷底
１８  谷底の法線
１９  先細部分
２１  タッピングねじ部
２２  ねじ山
２３  ねじ山始端に連続する部分
２４  ねじ山段
２５  ねじ山段
２６  ねじ山段
２７  ねじ山段
２８  端面
２９  端面
３０  端面
３１  端面
３２  ねじ頂
３３  ねじ頂
３４  ねじ頂
３５  ねじ山始端
４２  ねじ山
４４  ねじ山段
４５  ねじ山段
４６  ねじ山段
４７  ねじ山段
４８  端面
４９  端面
５０  端面
５１  端面
５２  ねじ頂
５３  ねじ頂
【図１】
0005301939.tif 000002
【図２】
0005301939.tif 000003
【図３】
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【図４】
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