(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡開スリーブ（２）の一端部に荷重負荷手段（４）を、他端部には拡開領域を有し、該拡開領域は拡開スリーブ（２）の装着方向側端部に向けて開放した長手方向スリット（７）により複数の拡開フラップ（６）に区分され、これら拡開フラップは第１の塑性変形継手（５）を介して拡開スリーブ（２）と結合すると共に前記長手方向スリット（７）によって中断した環状結合部分（８）を拡開スリーブ（２）の外周面に有し、さらに、前記拡開領域を拡開させるべく拡開本体（13）を拡開スリーブ（２）の軸線方向貫通孔（３）内で拡開領域側の端部に向けて打込み可能とした拡開アンカにおいて、拡開フラップ（６）は前記環状結合部分（８）を超えて延在させると共に第２の塑性変形継手（９）を介してスペーサ（10）と一体的に結合し、該スペーサを拡開フラップ（６）の拡開運動に応じて曲折可能としたことを特徴とする拡開アンカ。
【請求項２】
請求項１記載の拡開アンカにおいて、貫通孔（３）は第１の塑性変形継手（５）から第２の塑性変形継手（９）へ向けて環状結合部分（８）の領域に配置した最小孔径の領域まで内径が減少するテーパ形状を呈し、貫通孔（３）の内壁（31）は、拡開スリーブ（２）の中心軸線（Ａ）に対して約８°〜１３°、好適には約１０°のテーパ角度をなすと共に、拡開スリーブ（２）における拡開領域側の端部に向けて再び拡大する形状としたことを特徴とする拡開アンカ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の拡開アンカにおいて、拡開スリーブ（２）は、スペーサ（10）の領域において、環状結合部分（８）の領域における外径（ｒ）よりも小さい外径（ｄ）を有することを特徴とする拡開アンカ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の拡開アンカにおいて、スペーサ（10）の遊端面（11）を球面形状に湾曲させ、スペーサ（12）の最前端を拡開スリーブ（２）の中心軸線（Ａ）に対して半径方向に所定間隔（ｆ）だけ離間させて配置し、この間隔（ｆ）は中心軸線（Ａ）に対する第２の塑性変形継手（９）の半径方向間隔（ｇ）より小としたことを特徴とする拡開アンカ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の拡開アンカにおいて、スペーサ（10）は、第２の塑性変形継手（９）からスペーサ（10）の最前端までの軸線方向長さを、第１の塑性変形継手（５）から拡開スリーブ（２）の前端までの距離に相当する拡開フラップ（６）の全長（ｌ）の約０. １９〜０. ２倍としたことを特徴とする拡開アンカ。
【請求項６】
請求項５記載の拡開アンカにおいて、貫通孔（３）はスペーサ（10）の最前端（12）から第２の塑性変形継手（９）まで円筒形状に形成し、その内径（21）を、スペーサ（10）の長さ（ａ）の約１. ７〜１. ８５倍としたことを特徴とする拡開アンカ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の拡開アンカにおいて、拡開フラップ（６）は第１の塑性変形継手（５）と環状結合部分との中間領域（61）において凹面形状の外周輪郭形状を有し、その輪郭形状は環状結合部分（８）に連なり、外周面（62）の接線が拡開スリーブ（２）の中心軸線（Ａ）に対して約９０°の角度をなす構成とし、さらに、凹面領域（62）では狭隘部（15）の外径（ｅ）を、荷重負荷部材（４）の領域における拡開スリーブ（２）の外径（ｓ）の約０. ８１〜０. ８３倍としたことを特徴とする拡開アンカ。
【請求項８】
請求項７記載の拡開アンカにおいて、拡開フラップ（６）における凹面領域（61）の長さを、狭隘部（15）における外径（ｅ）に対して約１. ２２〜１. ２７倍、好適には約１. ２４〜１. ２５倍としたことを特徴とする拡開アンカ。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の拡開アンカにおいて、凹面領域（62）の長手方向延長部（ｂ）のほぼ中央に狭隘部（15）を配置したことを特徴とする拡開アンカ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の拡開アンカにおいて、拡開フラップ（６）の個数を４〜８個、好適には６個としたことを特徴とする拡開アンカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、拡開スリーブを具える拡開アンカに関し、特に、拡開スリーブの一端部に荷重負荷手段を、他端部には拡開領域を有し、該拡開領域は拡開スリーブの装着方向側端部に向けて開放した長手方向スリットにより複数の拡開フラップに区分され、これら拡開フラップは第１の塑性変形継手を介して拡開スリーブと結合すると共に前記長手方向スリットによって中断した環状結合部分を拡開スリーブの外周面に有し、さらに、前記拡開領域を拡開させるべく拡開本体を拡開スリーブの軸線方向貫通孔内で拡開領域側の端部に向けて打込み可能とした拡開アンカに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
上述の構成を有する拡開アンカは、拡開スリーブと拡開素子とを具える。拡開スリーブは、貫通孔と、拡開スリーブの装着方向側に位置する前端領域で拡開可能な拡開領域と、拡開スリーブの後端領域における荷重負荷手段とを有する。拡開素子は拡開領域を拡開させるべく、装着方向に向けて内径が減少する貫通孔内において初期位置から最終位置まで打込まれる。拡開本体の打込みによる拡開を可能とするため、拡開スリーブは、拡開スリーブの前端に向けて開放した複数の長手方向スリットを具え、該スリットは拡開領域を複数の拡開フラップに分割する。長手方向スリットの後端においては、拡開フラップが第１の塑性変形継手を介して外周が閉鎖した拡開スリーブ部分と結合する。
【０００３】
上述の構成を有する拡開アンカは、例えば米国特許第5,342,157 号明細書に開示されており、既知である。この種の拡開アンカは、拡開スリーブの前端に配置された環状結合部に向けてテーパ形状とした拡開領域を具えている。この環状結合部には、半径方向に向けられたカッターが外周に設けられている。拡開領域が拡がると環状結合部はカッターと共に円筒形状のドリル孔内に侵入し、衝撃拡開アンカーと壁構造体との間に相補的な適合形状に基づく結合、いわゆる「形状結合」を達成する。拡開工程の間に拡開アンカーを軸線方向に固定するため、上記米国特許では、ドリル孔の開口領域内に突出する当接結合部を有する拡開スリーブを拡開アンカーに設けることを提案している。この当接結合部は、拡開アンカーがドリル孔の底部まで侵入するのを阻止するための深度ストッパーを形成するものである。かくして、ドリル孔の底部領域では拡開本体の円錐形状の前端領域を収めるために十分なスペースが確保される。
【０００４】
その反面、多くの応用例においては拡開アンカーがドリル孔から外方に突出することは不都合であり、好ましくない。そして、拡開スリーブの後端面をドリル孔の入口より若干内側に位置させ、又は高々ドリル孔の入口との整列状態で位置させるのが必然的な要請である。このような応用例において、米国特許第5,342,157 号明細書によれば、既知の衝撃拡開アンカーの好適な実施形態として、拡開スリーブの端面上にプラスチック製のスペーサキャップを載置可能としている。このスペーサキャップは、拡開工程に際して拡開本体の円錐形状を有する前部領域を侵入可能とした収納スペースを具えている。スペーサキャップは、拡開工程の間に拡開アンカーを軸線方向に固定する機能を発揮する。この場合、拡開工程がスペーサキャップの装着によって困難となることは明白である。上記米国特許には、スペーサキャップをプラスチックまたは滑動可能な材料で製造し得ることも記載されているが、拡開工程の間には拡開スリーブの前端面とスペーサキャップの接触面との間に大きな摩擦力が生じ、その結果として拡開スリーブの拡開を妨げる。拡開アンカーは、アンカー本体とスペーサスリーブの２部分からなり、両者は合体状態でドリル孔内に一緒に挿入しなければならない。スペーサスリーブは、拡開アンカーの前端に装着して比較的堅固に保持するものであるが、保管時または建設現場での操作時に脱落することがある。スペーサスリーブなしでは拡開アンカーの設置自体が不可能となり、または少なくとも拡開アンカーを適正かつ確実に拡開させることが不可能となる。
【０００５】
上述した既知の拡開アンカーは、衝撃力の作用下で拡開本体を打込んで拡開スリーブをドリル孔内で拡げながら係止するため、「衝撃拡開アンカー」とも称される。その際に作用する軸線方向力は、拡開本体および／または装着方向に狭まる貫通孔の形状に基づき、半径方向成分および軸線方向成分に分解される。半径方向成分は拡開スリーブを拡げ、軸線方向成分は形成された当接結合部を介して基盤の表面に、またはスペーサキャップを介してドリル孔の底部に伝達される。この軸線方向成分は拡開スリーブの拡開には何ら寄与しない。したがって、これらの既知の拡開アンカーの場合、外部から及ぼす力の大部分が有効に利用されないこととなる。
【０００６】
【発明の開示】
したがって、本発明の主要な課題は、軸線方向力の損失を大幅に低減可能とすることにより、外部から及ぼされる拡開エネルギーを最大効率で活用し得る拡開アンカーを提案することにある。なお、本発明の副次的な課題は、拡開アンカーをドリル孔内部で軸線方向に確実に固定すると共にいかなる構成部分もドリル孔から外部に突出しない用途に使用可能とすること、保管および取り扱いが簡単であると共に特別な措置を施さずにドリル孔内に装着可能とすること、比較的僅かな装着力しか必要とせず、しかもドリル孔の隣接壁を損傷することなく高い引抜き抵抗値を実現可能とすること、並びに、拡開工程の間に自動的にドリル孔内壁との形状結合を形成すると共に構造部材の引張応力作用領域においても好適に使用可能とすることである。
【０００７】
このような課題を解決するため、本発明による拡開アンカは、拡開スリーブの一端部に荷重負荷手段を、他端部には拡開領域を有し、該拡開領域は拡開スリーブの装着方向側端部に向けて開放した長手方向スリットにより複数の拡開フラップに区分され、これら拡開フラップは第１の塑性変形継手を介して拡開スリーブと結合すると共に前記長手方向スリットによって中断した環状結合部分を拡開スリーブの外周面に有し、さらに、前記拡開領域を拡開させるべく拡開本体を拡開スリーブの軸線方向貫通孔内で拡開領域側の端部に向けて打込み可能とした構成とされている。本発明のアンカにおいては、拡開フラップを、環状結合部分を超えて延在させると共に第２の塑性変形継手を介してスペーサと一体的に結合し、該スペーサを拡開フラップの拡開運動に応じて曲折可能としたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、拡開フラップが環状結合部分を超えて延長する構成としたため、拡開アンカは拡開工程においてドリル孔内で軸線方向に効果的に固定される。後方の当接結合部を省略することができ、拡開アンカのいかなる部分もドリル孔の入口から外部に突出することはない。環状結合部分とドリル孔底部の間の中間領域では、打込まれた拡開本体を収めるための十分なスペースが確保される。スペーサーセグメントはドリル孔底部で直立する。延長した拡開フラップとスペーサーセグメントとの間に第２の塑性変形継手を介在させたことにより、スペーサーセグメントは拡開フラップの拡開運動に抗して内側に傾倒して軸線方向の力成分を塑性変形モーメントに変換し、このモーメントは半径方向の力成分から生じる拡開モーメントをバックアップする。その結果、必要とされる拡開エネルギーが低減される。軸線方向に相互に作用する表面における摩擦損失が回避される。スペーサーフラップは、延長した拡開セグメントに一体的に成形される。したがって、本発明による拡開アンカーは使用前に複数の構成部分を合体させるのではなく、そのままで直ちに使用可能である。その結果、保管および取り扱いが容易となる。もはや拡開アンカーにおける主要構成要素の紛失により拡開アンカーがドリル孔内に不十分に係止される不所望の事態が惹起されることはない。拡開フラップ領域における外周の環状結合部は、拡開工程の間に自動的にドリル孔内壁と形状結合する。この形状結合は、ドリル孔内で拡がった拡開アンカーの結合力をバックアップすると共に、構造部材における引張応力の作用領域においても拡開アンカーを使用可能とするものである。
【０００９】
本発明の好適な実施例において、貫通孔は第１の塑性変形継手から第２の塑性変形継手へ向けて外周の環状結合部分領域に配置した最小径領域まで先細のテーパ形状を示し、その際に貫通孔の内壁が拡開スリーブの長手方向軸線に対してなすテーパ角度は約８°〜１３°、好適には約１０°であり、次いで拡開スリーブにおける拡開領域側の端部に向けて再び拡大する。貫通孔が環状結合部分領域において最小径となるため、そこで最大の拡開圧力が生じてドリル孔内壁に対する効果的な形状結合が可能となる。その際、当該領域では拡開本体の狭まりの程度は僅かである。したがって、拡開本体が打込まれた最終位置で確実に固定され、後方に滑動することが不可能となる。貫通孔の内壁が拡開スリーブの長手方向軸線に対してなすテーパ角度を約８°〜１３°、好適には約１０°としたことにより、拡開時に生じる力が許容限度を超えることなく、硬質基盤であっても拡開本体を貫通孔内で初期位置から最終位置まで確実に打込むことが可能となる。
【００１０】
拡開スリーブはスペーサの領域において、環状結合部分の領域における外径よりも小さい外径を有する構成とするのが好適である。これにより拡開アンカーはドリル孔底部に向かって狭まる孔内で底部まで変位可能となり、ドリル孔の入口から外部に突出しなくなる。さらに、本発明の特有の配置により軸線方向の力成分の半径方向拡開力への転向を支援することが可能となる。
【００１１】
本発明の好適な実施例においては、スペーサの遊端面を球面形状に湾曲させ、スペーサの最前端を拡開スリーブの軸線に対して半径方向に離間させて配置し、その間隔は軸線に対する第２の塑性変形継手の半径方向間隔より小とする。スペーサーセグメントの遊端面を球面形状に湾曲させたことに基づき、スペーサーセグメントは軸線方向の打ち込み力により、中心軸線に対して傾斜したドリル孔底部において展開される。拡開スリーブの中心軸線とスペーサーセグメントの前端との間の半径方向間隔を適切に設定することにより、拡開フラップの拡開運動に抗してスペーサーセグメントが内側に傾倒する傾向を増強することができる。
【００１２】
スペーサは、第２の塑性変形継手からスペーサの最前端までの距離に相当する所定の軸線方向長さを、第１の塑性変形継手から拡開スリーブの前端まで測定した拡開フラップの全長の約０. １９〜０. ２倍とするのが好適である。
【００１３】
貫通孔はスペーサ最前端から第２の塑性変形継手まで円筒形状に形成し、スペーサの長さに対して約１. ７〜１. ８５倍の孔径を有する構成とするのが有利である。このような設計により、拡開スリーブの軸線方向に向けて内側に折曲げられたスペーサセグメントであっても打込まれた拡開本体の前部領域のための十分なスペースが確保可能である。
【００１４】
拡開フラップは第１の塑性変形継手と外周環状結合部分との中間領域において基本的に凹面形状の外周輪郭を有し、該外周輪郭は環状結合部分に連なり、外側面の接線が拡開スリーブの軸線と共に約９０°の角度を形成する構成とし、さらに、凹面領域では狭隘部の外径を、荷重負荷部材の領域における拡開スリーブの外径に対して約０. ８１〜０. ８３倍とするのが好適である。このような配置により、拡開状態においては拡開スリーブの外周面が長手方向延長部のほぼ全体にわたってドリル孔内壁に面接触するため、拡開スリーブと内壁との間の結合力が高まる。外周環状結合部に外周輪郭の遷移領域を形成することにより、ドリル孔の接触面を最大限に保護しつつ僅かな拡開力で理想的な形状結合を達成することが可能となる。
【００１５】
拡開スリーブにおける凹面領域の長さは、狭隘部における外径に対して約１.２２〜１. ２７倍、好適には約１. ２４〜１. ２５倍とするのが有利である。この配置により、拡開領域における拡開スリーブの外周面とドリル孔内壁との間の結合が最適化され、より良好な引き抜き抵抗値を実現することが可能となる。
【００１６】
上記凹面領域は、長手方向延長部のほぼ中央に狭隘部を配置した構成とするのが有利である。
【００１７】
拡開フラップの総数は４〜８個、特に６個とするのが好適である。これにより、特に大径の拡開アンカーにおいて、所要の拡開力を低減することが可能となる。
【００１８】
【最良の実施形態】
以下、本発明を図示実施例について一層具体的に詳述する。
【００１９】
図１及び図２は本発明の一実施例による拡開アンカ１を示す略図である。この拡開アンカ１は、貫通孔３を有する拡開スリーブ２を具えている。拡開スリーブ２の後端には荷重を負荷するための内ねじ４が設けられている。拡開スリーブ２の前端領域を拡開領域として形成すると共に、複数の長手方向スリット７によって拡開フラップ６に区分する。この場合、拡開フラップ６は第１の塑性変形継手５を介して後方に閉鎖した拡開スリーブ２の部分と一体的に結合する。図示実施例においては、４個の拡開フラップ６が設けられている。しかしながら、拡開アンカの直径に応じて拡開アンカ６は例えば８個まで形成することが可能である。その際、特に、大径の拡開アンカーでは多数の拡開フラップ６を設けた構成が好適である。なお、拡開領域の拡開を意図的に容易化すると同時に、過度に中断されない十分に大きな係止面を用意する要請を同時に満足するため、拡開フラップ６の総数は６個とするのが好適である。
【００２０】
拡開フラップは凹面状の外周輪郭領域61を具え、該領域61は第１の塑性変形継手５から外周の環状結合部分８まで延在する。第１の塑性変形継手５の領域において、外側面62の接線は拡開スリーブ２の長手方向中心軸線Ａに対して傾斜角αを成し、この角度は約８°〜９°、 特に、８. ５°とするのが好適である。円錐形状領域61における長手方向延長部ｂのほぼ中央に配置した狭隘部15に至るまで、円錐形状領域61は先細となり、狭隘部における外径ｅは、内ねじ４の領域における外径ｓに対して約０. ８１〜０. ８３倍とする。凹面領域61の外径は、狭隘部15から環状結合部分８まで再び増大する。外周環状結合部分８に至る凹面領域61の遷移領域は、外周面62の接線が拡開スリーブの中心軸線Ａと約９０°の角度を成すように形成する。凹面領域61の長さｂは、狭隘部15における外径ｅに対して約１. ２２〜１. ２７倍、特に約１. ２４〜１. ２５倍とする。
【００２１】
拡開フラップ６は環状結合部分８を超えて延在させ、第２の塑性変形継手９を介してスペーサ10と一体的に結合する。スペーサ領域における拡開スリーブの外径ｄは、外周環状結合部分８の領域における外径ｒよりも小とする。第２の塑性変形継手９からスペーサの前端12までの距離に相当するスペーサの長さａは、第１の塑性変形継手５から拡開スリーブ２の前端までの距離に相当する拡開フラップ６の全長ｌの約０. １９〜０. ２倍とし、前記の端部は同時にスペーサ10の最前端12を形成する。スペーサ10の端面11は球面形状に湾曲させる。スペーサ10の最前端12から拡開スリーブの中心軸線Ａまでの半径方向間隔ｆは、第２の塑性変形継手９から中心軸線Ａまでの半径方向間隔ｇよりも小とする。したがって、軸線方向におけるスペーサ10の長さは、貫通孔３に対向する領域から拡開スリーブの外周に向けて減少する。
【００２２】
拡開スリーブの貫通孔３は、内ねじ４を有する後端領域において円筒形状を呈する。第１の塑性変形継手５と外周環状結合部分８との間において、貫通孔３は最小内径ｉに至るまで円錐形状を成し、その最小内径は環状結合部分８の領域に配置する。円錐形状領域において、貫通孔３の内壁31は拡開スリーブ２の中心軸線Ａに対して約８°〜１３°、 特に約１０°の角度βを形成する。最小内径ｉを有する領域に続き、貫通孔３は拡開スリーブ２の前端方向で再び拡大する。貫通孔３は、第２の塑性変形継手９からスペーサ10の最前端12まで円筒形状を呈する。スペーサ10の領域における貫通孔３の内径は、スペーサ10の最前端12から拡開スリーブ２の中心軸線Ａまでの半径方向距離ｆの約２倍とすると共にスペーサ10の長さａに対して約１. ７〜１. ８５倍とする。
【００２３】
拡開アンカ１は拡開本体13を有し、この拡開本体13を初期位置から最終位置まで打込むことにより拡開フラップ６を半径方向外向きに拡開可能とする。図１は初期位置における拡開本体13を示し、この初期位置において前部領域14は紛失しないように貫通孔３で保持する。図２において、拡開本体13は打込まれた最終位置にあることを示している。壁構造Ｍにおけるドリル孔Ｂに装着した拡開アンカ１は、拡開フラップ６の外側面62において孔の内壁に加圧結合した状態で係止される。さらに、外周環状結合部分８はドリル孔Ｂの内壁と協働して拡開の間に形状結合を生じさせる。スペーサ10は第２の塑性変形継手９を介して中心軸線Ａに対して内側に傾倒し、球面形状とした端面11がドリル孔底部において展開する。拡開本体13の前部領域14は、スペーサ領域における貫通孔３の円筒形状部分に収める。例示したように、前記の前部領域14は、円錐形状の延長部とすることができる。円錐形状の延長部とする代わりに、拡開本体の前部領域14をは部分球面形状とすることも可能である。しかし、拡開本体13は長手方向の延長部全体に亙って円筒形状に近似した形状とするか、あるいは、長手方向延長部に亙ってほぼ球面形状の輪郭を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例による拡開アンカーの縦断面図である。
【図２】図２は、図１の拡開アンカーの使用状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
２ 拡開スリーブ
３ 貫通孔
４ 荷重負荷手段
５ 第１の塑性変形継手
６ 拡開フラップ
７ 長手方向スリット
８ 環状結合部分
９ 第２の塑性変形継手
10 スペーサ
13 拡開本体
【図１】
0003890103.tif 000002
【図２】
0003890103.tif 000003