JP2004509292A - ブッシュ形状のセルフタッピング式ねじダボ - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、請求項1のプリアンブルによるブッシュ形状のセルフタッピング式ねじダボに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、コンクリート、石、れんが塀のような土台に部材を固定するには、大抵ダボが用いられる。これらのダボは、土台に設けられた穿孔に固定されるブッシュ形状のダボ本体と、例えばねじ、ボルト等の本来の固定手段と共に部材を固定する負荷作用手段とを有する。この負荷作用手段は大抵、穿孔が設けられたブッシュ形状のダボ本体内壁に設けられるめねじである。しかしながらまた、例えば差込継手のような隙間のない接続部材等、他の種類の負荷作用手段も設けられ得る。一般に使用される負荷作用手段としては他に、例えば差込可能な高速継手等がある。ダボは大抵の場合、ダボ本体の設定方向前方の端部セグメントにおいて開張領域が半径方向に広がることにより土台に固定される。そのためには通常、開張領域が半径方向に広がりながら、ブッシュ形状のダボ本体の穿孔内を円錐形の開張本体が変位する。開張本体は穿孔内部に配置され、かつ穿孔内へと押し込まれ得る。いわゆる外部円錐ダボでは、開張本体はダボ本体の前方端部にしっかりと固定される。大抵金属製でブッシュ形状のダボ本体が、穿孔基底部に当たる金属製開張本体を介して押し込まれることにより、ダボは土台に固定される。その際、開張領域は半径方向に広げられる。
【0003】
ブッシュ形状のダボ本体と、円錐形の開張本体との間の相対的変位は、円錐が穿孔内で押し込まれる軸方向の衝撃、ないしダボ本体が開張本体に向けて押される軸方向の衝撃によって生じる。衝撃を加えるこの設定過程ゆえに、上記の開張ダボはあらゆる土台に適しているわけではない。例えばれんが塀の場合、軸方向の衝撃力により煉瓦が破損する。そうなると、もはや確実な固定は不可能である。また、例えば多孔性砂岩等のその他の土台でも、開張本体ないしブッシュ形状のダボ本体への軸方向の衝撃によって、所望の負荷値を達成し得ない破損が生じ得る。ダボ本体の開帳領域の半径方向への拡張による、土台へのこれらのダボ類の強力な固定は多くの場合、不利である。開張力がかなり大きいため、固定点の安全性を保証するには、所与の最低周辺間隔および最低軸間隔が維持されねばならない。これにより、部材固定の可能性は限定されてしまう。
【0004】
よりわずかな軸間隔および周辺間隔で固定点を設けざるを得ない場合が多いため、別の種類のダボでははるかに開張圧力のかからない、一体的固定方法が考えられている。いわゆる後方切削ダボでは、ダボ本体に設けられた開張板が、大抵穿孔基底部周辺に装着された後方切削部内に配置されることにより、隙間のない固定が成立する。後方切削部はあらかじめ別個に、特殊な後方切削機器により穿孔内に設けられねばならない。このような固定技術には極めて多くの時間とコストがかかる。したがってこの技術は通常、特に安全上重要な固定においてのみ、また特に最重度負荷の固定にのみ利用される。
【0005】
現行技術においてはまた、土台の穿孔内に後方切削部を個別に設けることなく成立する、隙間のない固定ダボが知られている。このダボは、軸方向の貫通口が設けられた円筒状のダボ本体を有する。めねじが負荷作用手段として働く。ダボ本体の外壁表面には、ダボ本体の周りに傾斜ねじ状に螺旋形に巻き付く切削縁が配置される。螺旋形の切削縁の傾斜度は、切削縁がその全長に亘って720°に達しない角度でダボ本体に巻き付くように、選択される。換言すると、傾斜ねじ状の切削縁はその全長に亘るダボ本体の外側表面への巻き付きが2周に達しない。切削縁の横断面は基本的に三角形である。設定方向において先行する切削フランクは後続する切削フランクよりも、ダボ軸に垂直な線との間においてより大きな角度を成す。この急傾斜の先行フランクが傾斜ねじ状に延びる切削縁の大きな傾斜と結びつくことにより、軸方向の衝撃によりダボが穿孔内に打ち込まれると、穿孔内壁の中へダボが自然に食い込み、溝を刻みながらぴったりと収まることが保証されるはずである。後続するより水平な切削フランクは穿孔内における自己制動により、しっかりと固定されたダボを保護するであろう。この周知のセルフタッピングダボの設定過程は比較的大きな軸方向の衝撃を必要とする。そのため、このダボの使用範囲は限定される。れんが塀や、あまりしっかりとしていない土台では、設定過程での軸方向の衝撃により土台が破損し得るので、使用できない。その結果、所望の負荷値が達成され得ないこともあり得る。係留ダボの切削ねじ領域での自己制動による固定化は、その取り外しが必要な場合、それを困難にする。特にその際、穿孔の内壁が破損する危険がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、現行技術におけるダボの上述の欠点を取り除くことである。わずかな軸間隔および周辺間隔での固定を可能にするダボが提供されねばならない。このダボはまた、例えばれんが塀、多孔質の砂岩等のようにこれまで難しいとされた土台であっても、満足のゆく負荷値での固定を可能にすべきである。また牽引区域における固定も可能とすべきである。土台の破損は回避されねばならない。ダボの設定過程は簡単に実施可能であり、特別な設定工具は必要とすべきでない。必要とあれば、ダボはまた簡単な方法で取り外し可能でなければならない。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項1の特徴項に示された特徴を備えるねじダボにおいて解決する。特に好ましい実施形態および/またはこの発明のさらなる発展形態は、従属項の対象である。
【0008】
この発明によるねじみぞ切りねじダボは、軸方向の穿孔と、ダボ本体内部に配置された負荷作用手段とを備える、基本的に円筒形でブッシュ形状のダボ本体を有する。ダボ本体の外部表面には少なくとも一つの主要切削縁が装備され、この主要切削縁はダボ本体の外部表面の大部分に沿って螺旋形に巻き付き、半径方向においてこの外部表面を超えて突出する。この主要切削縁の全長はダボ本体の周りを少なくとも三周する。前記負荷作用手段の他に、ダボ本体内部にはねじりモーメントを伝えるための係合手段が設けられる。
【0009】
現行技術において周知のダボと異なり、この発明のねじダボにおいては少なくとも一つの主要切削縁が傾斜ねじとしてダボ本体の外部表面に形成されるのではなく、その全長がダボ本体に少なくとも3回巻き付く。主要切削縁がこのように形成されることによりこのねじダボは、軸方向の衝撃により変位可能な周知のダボとは根本的に異なる。螺旋形に延びる切削縁のリードがより少ないことは、ダボ本体へのねじりモーメント伝達による設定過程に有利に働く。したがってセフルタッピング式の周知のダボとは異なり、この発明によるねじダボは軸方向の衝撃を受けずに、あらかじめ設けられた穿孔内にねじ込み可能である。さらにダボ本体内部には係合手段が設けられ、これによってねじりモーメントをダボ本体に伝達することが可能となる。この係合手段は、ねじりモーメント伝達により負荷作用手段に破損が決して生じ得ないように、負荷作用手段に加えて設けられる。設定過程は、ねじりモーメントのダボ本体への伝達のみによって進行する。旋回によってのみねじ留めする設定過程により、土台内の穿孔内壁ははるかに丁寧に加工される。土台の損傷は回避される。軸方向の衝撃を放棄することによりこの発明のねじダボは、例えばれんが塀や多孔質の砂岩等、問題の多い土台にでもねじ込み可能となる。さらに、螺旋状に延びる主要切削縁の傾斜度がより小さく、巻き付きの数がより多いと、半径方向の突出部の数が増えてダボの固定を補強するので、さらに優れた一体化が得られる。穿孔内壁に切り込む巻の数がより多いので、この発明のダボの土台、特にコンクリートの牽引区域における使用も可能となる。ねじダボの設定過程は自明であり、容易に遂行可能である。このねじダボは必要とあればまた、ねじりモーメント作用の方向を変えることにより、容易かつ損傷を与えずに取り外し可能である。
【0010】
ダボ本体へねじりモーメントを伝達するための係合手段はダボの前方セグメントに設けられ得る。しかしながら、負荷作用手段が破損する危険をできるだけ排除するため、前記係合手段はダボ本体の後方端部領域に設けられる。これにより、ダボ本体内部の軸方向において隣接する負荷作用手段の不意の破損に対処する予防措置が可能となる。
【0011】
ねじりモーメント伝達のための係合手段には様々な可能性がある。例えばダボ本体後方端部領域の内壁面に、互いに対角線上に対峙しダボ本体の後方端部において合流する、軸方向の溝が設けられ得る。これらの溝に、半径方向に突出する二つのピンを備え、溝に対応して形成された棒状の工具が挿入され得る。この発明の好ましい一実施形態では、前記係合手段は基本的に多角形の横断面を有する差込セグメントとして、ダボ本体の後方端部領域に形成される。ねじりモーメント伝達面の数および大きさは、ねじりモーメント伝達の際のダボ本体の局所的負荷によって決まる。その際特に有効なのは、差込セグメントの横断面が好ましくは基本的に四角形、好ましくは基本的に正方形の場合である。これにより十分な大きさのねじりモーメント伝達面が保証され、かつダボ本体の材料が十分に残されるので、ダボ本体の後方端部領域の材料が必要な時に役立たない、という事態は生じ得ない。
【0012】
手動変位の際には、差込セグメントの適切な寸法決めにより、ボックススパナ装置のラチェットレバーの四面角上にねじダボを容易に差し込むことができる。その際、ねじダボは差込心の位置に来る。この設定過程は、ねじ過程におけるラチェットレバーの操作にほぼ対応する。自明ながらこの発明によるねじダボはまた、ねじ装置または回転式ボーリング装置の援用によっても変位可能である。それには、差込セグメントに対応するシャフト片が工具受容部に挟み込まれ、ねじダボはこの装置の起動により穿孔内に「ねじ込まれ」る。軸方向の衝撃を援用する旋回ボーリング装置が使用される場合、当然衝撃工具のスイッチは切られる。この発明によるねじダボの機械的変位をさらに容易にするには、ねじ込み方向への衝撃補強部を備えるねじ装置さえ使用され得る。そのような装置はまた、「接線衝撃ねじ装置」の名称で知られている。
【0013】
外径が後方端部に向けて拡大する後方端部領域をダボ本体が有することにより、この発明によるねじダボはあらかじめ用意された穿孔内に固定可能である。これは、変位されたねじダボのさらなる逆旋回安全装置として働く。ただし後方端部領域の最大外径は、切削縁の巻き付きについて測定された最大外径を超えない。ねじダボの変位が容易である以外に、この外径の制限はまた製造技術上の利点を有する。このようにして形成されたねじダボはまた貫通式組立にも適しており、特に土台と同一平面で固定可能である。この発明がさらに変化した形態では、ねじダボの後方端部が環状つばないし分離カラーを有する。これにより、土台からの明確な隆起部をダボに設けることができる。
【0014】
この発明によるねじダボの設定過程を容易にするためダボ本体の外部壁には、主要切削縁の他に螺旋状に少なくとも1.5巻する二つの補助切削縁が設けられる。したがってダボのブッシュの外部表面の少なくとも一部領域においては、三つの切削縁が並んで巻き付くことになる。主要切削縁と補助切削縁とは、設定方向においてダボ本体前方にあるセグメントに、それぞれねじ開始領域を有する。ねじ開始領域においては、主要切削縁と二つの補助切削縁とのダボ本体外部表面に対する半径方向の突き出しが基本的にゼロに向けて小さくなる。その際、ねじ開始領域はダボ本体の同じ円周上において、互いに約120°の角度距離で配置される。主要切削縁および補助切削縁の配置、ならびにねじ開始領域のこの幾何学的形状により、ねじダボの穿孔内における中心決めが容易になる。これにより主要切削縁がより適切に土台に食い込み、ねじダボを旋回させながら設定すると穿孔内壁に自動的にねじが切削される。前記補助切削縁は、ダボ本体の全長に沿って設けられ得る。しかしながらその中心決め機能のためには、少なくとも1.5巻すれば十分である。その後は、ダボ本体の外側表面に合流し得る。設定過程に必要なねじりモーメントをわずかに留め得るには、両補助切削縁のダボ本体外部壁に対する半径方向の最大突出部が主要切削縁のそれより小さいのが有利であることがわかっている。主要切削縁のリードと、補助切削縁のそれとは同じ大きさで形成され得る。補助切削縁がさらに保持機能および固定機能を満たすこの発明のある形態では、螺旋状の双方の補助切削縁のリードが、主要切削縁のリードとは異なる場合もある。この措置は、例えばねじダボの取り外しに必要な逆ねじりモーメントに有利に作用し得る。
【0015】
主要切削縁は設定方向において先行するフランクとそれに後続するフランクとを有する。切削過程にとり、また他方ではねじダボに牽引負荷がかかった際に生じる諸々の力にとり有利な、半径方向に最も突出した主要切削値縁の先行フランクと後続フランクとの間の角度は、8°大、好ましくは10°大である。切削過程にとっては、より大きな角度が有利である。他方、ねじダボに牽引負荷がかかった場合の開張力を避けるため、できるだけ小さな角度が求められる。したがってこの角度についての上述の下限は、一方では制御可能なねじりモーメントを、他方では小さな開張力を保証するに十分な妥協的解決であることがわかる。
【0016】
この発明によるねじダボの設定をより容易にするために、切削縁が螺旋状に延びる領域のダボ本体よりも小さな外径を有する挿入セグメントがダボ本体の前方端部に設けられる。この直径がより小さい領域により、切削過程を開始するための穿孔口へのねじダボの配置が容易となる。この発明の有利な一形態では、この挿入セグメントが前方自由端部に向けて円錐状に次第に細くなるよう形成される。これにより、穿孔にあてがう際のねじダボの中心決めが尚一層容易となる。
【0017】
ダボ本体内の穿孔は例えば貫通孔であり得る。これにより、例えばめねじをダボの前方端部までの負荷作用手段として実現することができる。この発明のもう一つの実施形態では、穿孔が袋孔として形成される。これには、切削によって削られた穿孔内壁材料が負荷作用手段の領域にまで達し得ないという利点がある。
【0018】
既に始めに述べられたように、負荷作用手段の形態は様々である。しかしながら特にめねじ、例えばメートルねじまたはウィットねじが有効であることがわかっている。その際のめねじのリードは、ダボ本体の外部壁にある主要切削縁のリードより小さい。さらに、めねじとねじ様の切削縁の回転方向は同じである。これには、場合によってはまだ完全には固定されていないねじダボにねじをねじ込む際に、このねじ込み過程が最終的な固定を助ける、という利点がある。めねじのリードがより小さいと、ねじを取り外す際に必要な逆ねじりモーメントがより小さくなる。この逆ねじりモーメントは、土台に固定されたねじダボを取り外す際に必要な逆ねじりモーメントよりも小さい。このようにして、ねじダボが不用意に外れるという事態が妨げられる。
【0019】
この発明によるねじダボは、原則として合成樹脂をも含む極めて脆弱な材料における固定のために製造され得るが、その一方で、特に硬い土台におけるこのねじダボの使用は、ダボ本体および切削縁が金属、例えばステンレス鋼製である場合に有利である。これによりねじダボは腐食に強く、特にまた火災予防に適している。製造技術上の理由から、また強度を考慮して、主要切削縁と、場合によっては補助切削縁とはダボ本体を一体的に形成されるのが有利である。この場合、補助切削縁は既にダボ本体の未加工鋳造品に含まれ得るが、主要切削縁はその後の造形プロセスで設けられる。
【0020】
以下においては、図示された実施例を参照しながら、この発明のより詳細な説明がなされる。図面は概略図であって、縮尺どおりのものではない。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1および2に概略的に示されたこの発明によるねじダボの実施例には全体として参照記号1が付されている。このねじダボ1は、袋孔3を備えた基本的に円筒状のブッシュ形状ダボ本体2を有する。袋孔3内には、例えばねじボルトのための負荷作用手段として機能するめねじ4が形成される。ダボ本体2は、差し込みセグメント8として形成された係合手段を備える後方端部セグメント9を有する。差込セグメント8は、ねじりモーメント伝達のためのねじりモーメント伝達表面81を有する。この差込セグメント8は図示された実施例では、四つの同じねじりモーメント伝達表面81を備えた基本的に正方形の横断面を有するものとして形成されている。差込セグメント8の内のりの幅は、めねじ4を備えた穿孔3の直径よりも大きい。その結果、差込セグメント8からめねじ4への移行部には例えば円錐リング形状の環状ストッパ11ができる。このストッパにより、差込セグメントに対応して形成された連結片にねじダボを連結する際、めねじ4のねじ発端部の破損を妨げる。この連結片は例えば、ボックススパナ工具のつめ車の四面角であるかもしれず、あるいはねじ機器または回転式ボーリング機器の工具受容部にはめ込み可能な四面角シャフトであるかもしれない。
【0022】
ダボ本体の外部表面5上には、螺旋状に延びる主要切削縁6と二つの補助切削縁7,14とが延びる。螺旋状の主要切削縁6は後方端部セグメントから、ダボ本体2の設定方向Sにおける前方端部にある挿入セグメント12まで延びる。その際、この主要切削縁6はダボ本体に少なくとも3周巻き付く。図の場合、例えば四周巻き付いており、その結果全体の巻き付き角度は4x360°=1440°である。補助切削縁7,14は、少なくとも1.5周巻き付く。これら補助切削縁は後方端部まで続くか、あるいは図のようにダボ本体2の外側表面5に最低数巻き付いて終わる。これら補助切削縁の、ダボ本体2の外部表面5から半径方向に突き出す最大突出は主要切削縁のそれより小さい。螺旋状に延びる三つの切削縁の半径方向への最大突出部の差は、例えば約0.5mmから約2.5mmである。このような高−低複数切削縁の原理は現行技術から知られており、例えばまたコンクリートにあらかじめ開けられた穿孔内に直接打ち込まれる、いわゆるコンクリートねじでも使用される。半径方向の突出がより大きい螺旋状の切削縁6は、設定方向において先行する切削フランク61と後続する切削フランク62とを有する。双方の切削フランク61,62の間の角度αは8°より大きく、好ましくは10°より大きい。さらに、切削フランク61,62の角度αは105°より小さく、好ましくは90°より小さい。螺旋状に延びる切削縁6の半径方向における最大突出は、例えば約1.5mmから約4mmである。
【0023】
主要切削縁6と補助切削縁7,14とは、設定方向Sにおいて前方にあるダボ本体2の端部にそれぞれねじ開始領域13を有する。このねじ開始領域13においては、ダボ本体2の外部表面5に対する主要切削縁6および両補助切削縁7,14の半径方向の突出が基本的にゼロに向けて小さくなる。その際これらのねじ開始領域13は、ダボ本体2の同じ円周上において互いに約120°の角度距離で配置される。
【0024】
ダボ本体2の、螺旋状の主要および補助切削縁6,7,14が設けられた部分に隣接する挿入セグメント12は、ねじダボ1の前方端部に向けて基本的に円錐形に先細りとなる。ダボ本体2の後方端部セグメント9は、主要切削縁6の終了領域から後方正面10に向けてほぼ円錐形に拡大する。しかしながらそれが、切削縁6の半径方向における最大突出によって定まる最大外径dを超えることはない。ダボ本体2の挿入セグメント12と後方端部セグメント9とはほぼ匹敵する長さを有する。その長さは例えば約8mmから約15mm、またはねじダボ1の全長の約1/5である。螺旋状に延びる主要および補助切削縁6,7,14およびめねじ4の旋回方向は同じであるのが有利である。それは通常、右ねじである。めねじ4はメートルねじ、あるいはウィットねじであるかもしれない。例えば図示されたねじダボの実施例におけるダボ本体2は金属、例えばステンレス鋼からなる。切削縁6,7,14はダボ本体2と一体的に形成され、特にその先端領域がさらに硬化され得る。金属製の、この発明によるねじダボの製造方法としては、特に補助切削縁に関して、例えば切削法、ローラ圧延法があり、あるいはまた圧出法がある。合成樹脂製の、この発明によるねじダボは好ましくは大量射出成形法によって製造される。
【図面の簡単な説明】
【図1】片側だけ断面図で示された、この発明によるねじダボの図である。
【図2】ねじダボの後方正面端部の上面図である。
Claims (17)
- 軸方向の穿孔(3)と、ダボ本体内部に配置された負荷作用手段(4)とを有し、その外部表面(5)には、ダボ本体(2)の外部表面(5)の大部分に沿って螺旋形に延び、かつ外部表面から半径方向に突出する少なくとも一つの切削縁(6)が装備される、基本的に円筒状のブッシュ形状ダボ本体(2)を備えるねじダボ(1)であって、前記切削縁は、その全長がダボ本体(2)の周りに少なくとも三周巻き付く主要切削縁(6)であり、かつ負荷作用手段(4)の他に、ダボ本体(2)にねじりモーメントを伝達するための係合手段(8,81)が、ダボ本体(2)の内部に配置されることを特徴とする、ねじダボ。
- 係合手段(8,81)がダボ本体(2)の後方端部領域(9)に設けられることを特徴とする、請求項1に記載のねじダボ。
- 係合手段(8,81)が差込セグメントとして形成され、かつ基本的に多角形の横断面を有することを特徴とする、請求項2に記載のねじダボ。
- 差込セグメント(8)が基本的に四角の、好ましくは基本的に正方形の横断面を有することを特徴とする、請求項3に記載のねじダボ。
- 後方正面端部(10)に向けて、主要切削縁(6)の巻全体について測定された最大外径(d)を超えない外径にまで拡大する後方端部領域(9)をダボ本体(2)が有することを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載のダボねじ。
- ダボ本体(2)の外部壁(5)に、ダボ本体(2)に沿って螺旋形に延び、これに少なくとも1.5周巻き付く二つの補助切削縁(7,14)が設けられることを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載のねじダボ。
- 主要切削縁(6)と補助切削縁(7,14)とがダボ本体(2)の設定方向(S)における前方セグメントにねじ開始領域(13)を有し、それらの領域における前記切削縁の、ダボ本体(2)の外側表面(5)に対する半径方向の突出は基本的にゼロに向けて減少し、かつ前記ねじ開始領域(13)は、ダボ本体の同一円周上において互いに約120°の角度距離をおいて配置されることを特徴とする、請求項6に記載のねじダボ。
- ダボ本体(2)の外壁(5)からの半径方向における、両補助切削縁(7,14)の最大突出が主要切削縁(6)のそれより小さいことを特徴とする、請求項6または7に記載のねじダボ。
- 螺旋状の両補助切削縁(7,14)が、主要切削縁(6)とは異なるリードを有することを特徴とする、請求項6から8のいずれかに記載のダボねじ。
- 主要切削縁(6)が設定方向において先行するフランクとそれに後続するフランクとを有することを特徴とし、主要切削縁(6)の前記先行フランクと後続フランク(61,62)との間の角度(α)は8°より大きく、好ましくは10°より大きい、請求項1から9のいずれかに記載のダボねじ。
- 螺旋状の切削縁(6,7,14)の領域においてダボ本体(2)よりも小さな外径を有する挿入セグメント(12)が、ダボ本体(2)の前方端部に設けられることを特徴とする、請求項1から10のいずれかに記載のねじダボ。
- 前記挿入セグメント(12)が前方自由端に向けて円錐形に先細りとなるよう形成されることを特徴とする、請求項11に記載のねじダボ。
- ダボ本体(2)内の穿孔(3)が袋孔であることを特徴とする、請求項1から12のいずれかに記載のねじダボ。
- 負荷作用手段(4)がめねじとして、例えばメートルねじまたはウィットねじとして形成されることを特徴とし、めねじのリードは、ダボ本体(2)の外部壁(5)にある主要切削縁(6)のリードより小さい、請求項1から13のいずれかに記載のねじダボ。
- ダボ本体(2)および切削縁(6,7,14)が金属製、例えばステンレス鋼からなることを特徴とする、請求項1から14のいずれかに記載のねじダボ。
- 切削縁(6,7,14)がダボ本体(2)と一体的に形成されていることを特徴とする、請求項1から15のいずれかに記載のねじダボ。
- 補助切削縁(7,14)がダボ本体(2)の外部表面(5)に巻き込まれていることを特徴とする、請求項6から16のいずれかに記載のねじダボ。
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