JP2013011166A - 連結用アンカー - Google Patents

Abstract

【課題】 連結用アンカー長を比較的短く抑えつつも大きな固着強度が得られるアンカーの構造を提供する。
【解決手段】 円柱状の金属製連結用アンカーであって、ボルト螺着用ねじ孔がアンカーの円柱体中心軸線に沿って上面から中央部近傍まで形成され、前記アンカーの外側面には２〜５本の間状凹溝が間隔をおいて形成されると共に、環状凹溝を除く上記アンカーの外表面にはローレット加工が施されていることを特徴とする。ボルト螺着用ねじ孔の径は、１０ｍｍ〜２４ｍｍであることが好ましく、アンカーの外径は１４ｍｍ〜３６ｍｍ、長さは３０ｍｍ〜２００ｍｍであることが好ましい。
また、本発明は、プラスチック製であり、円盤状つば部を介して下側にアンカー本体の上面に開口するボルト螺着用のねじ孔に螺着させる山ねじ凸部と上側にキャップを着脱する螺着脱操作用の凸部が形成されていることを特徴とする連結用アンカーに用いるキャップである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、連結用アンカーに関し、特に、４０トン位の大型重量物から太陽光発電パネル（ソーラーパネル）など比較的軽量の機能性部材までの各種部材を硬化性樹脂液等の接着剤を用いてコンクリート構造物に連結固定するのに好適な連結用アンカーに関する。

高速道路、橋梁、トンネル等のコンクリート構造物に４０トン位の大型重量物をケミカルセッターという接着剤を用いて連結固定する場合に、直径が１０ｍｍ〜３６ｍｍ、長さが１００ｍｍ〜２０００ｍｍの大型の接着系アンカーを用いることは一般に知られている。
例えば、特許文献１には、１３０ｍｍ程度の長さで外径が１８ｍｍ〜２３ｍｍの接着系アンカーを用いた施工技術が記載されている。この接着系アンカーを用いた施工技術は、コンクリート構造物にドリル穿孔有底孔を設けその孔内に硬化性樹脂を含むケミカルセッターという接着剤を挿入した後に、大型のアンカーを圧入状に回転しながら捩じ込んでコンクリート構造物にアンカーを固定させるというものである。
そして、このようなアンカー施工の場合には、アンカーの固定強度を確保するためにアンカーの埋め込み長さを長くする（アンカーの長さを長くする）のが通常であり、そのためにコンクリート層表面を穿孔するのに時間を要するという施工上の問題がある。

また、近年、太陽光発電等の自然エネルギーの利用が注目を浴びる中で、太陽光発電パネル（ソーラーパネル）を屋根やコンクリート層が比較的薄い１０ｃｍ程度の屋上に接着系アンカーを用いて連結固定する需要が増加している。しかし、屋上の比較的薄いコンクリート層の場合には、ドリル穿孔でコンクリート層を貫通する虞があるために、従来のようなアンカーの埋め込み長さを確保できないために固着強度が不足するという問題も指摘されている。

特開平２００９-２２１８３８号公報

本発明は、従来のかかる問題に鑑み、連結用アンカー長を比較的短く抑えつつも大きな固着強度が得られるアンカーの構造を提供することを課題とする。

発明が解決するための手段

本発明は、円柱状の金属製連結用アンカーであって、螺着用ねじ孔が前記アンカーの円柱体中心軸線に沿って上面から中央部近傍まで形成され、前記アンカーの外側面には２〜５本の間状凹溝が間隔をおいて形成されると共に、前記環状凹溝を除く上記アンカーの外表面にはローレット加工が施されていることを特徴とする。
また、本発明の螺着用ねじ孔の径は、１０ｍｍ〜２４ｍｍであることが好ましく、本発明のアンカーの外径は１４ｍｍ〜３６ｍｍ、長さは３０ｍｍ〜２００ｍｍであることが好ましい。
また、本発明は、プラスチック製であり、円盤状つば部を介して下側にアンカー本体の上面に開口するボルト螺着用のねじ孔に螺着させる山ねじ凸部と上側にキャップを着脱する螺着脱操作用の凸部が形成されていることを特徴とする連結用アンカーに用いるキャップである。

本発明によれば、簡易な構造の連結用アンカーによって、４０トン位の大型重量物から太陽光発電パネル（ソーラーパネル）など比較的軽量の機能性部材まで各種部材をコンクリート構造物に強固に連結固定することができるという優れた効果を奏する。

図１は、本発明の連結用アンカーを示す縦断面図である。 図２は、ケミカルセッターを注入したコンクリート構造物の有底穿孔に本発明のアンカーを挿入した状態を示す縦断面図である。

本発明者は、アンカーの構造について鋭意研究を進め、アンカーの埋設部分の構造を工夫してアンカーの固着強度を向上させることによって埋め込み長さを比較的短くしても十分に連結強度を確保することができるとの知見を得て本発明に至った。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明のアンカー本体は、発明の過程で現実に確認した、外径が１４ｍｍ〜３６ｍｍの範囲で、長さが３０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲のものを対象として説明するが、必ずしもこの範囲に限定されるものではない。太陽光発電パネル（ソーラーパネル）など比較的軽量の機能性部材を連結固定する場合は、連結用アンカーの外径が１４ｍｍ〜３６ｍｍの範囲で、長さが３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲のものが使用され得るし、比較的重量のある大型重量物を連結固定する場合は、外径が１４ｍｍ〜３６ｍｍの範囲で、長さが５０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲の連結用アンカーが使用され得る。

本発明のアンカー本体には、その円柱体の輪切り状の上面から円柱体の中央部近傍に至る螺着用ねじ孔が中心軸線に沿って形成されている。そのねじ孔はコンクリート構造物に連結する対象物をアンカーとボルトによって固定するために、ボルト径に対応する１０ｍｍ〜２４ｍｍ程度の大きさに形成されている。
また、円柱体の下側の外周表面には、円柱体の軸を中心とする適当数個の環状凹溝が一定の間隔をおいて形成される。環状凹溝の数は、２〜５個とすることができ、好ましくは３〜４個とすることができる。この環状凹溝は、この溝に接着剤が侵入し固化して引抜力に抗する楔効果を発揮するためにアンカーの固着強度の増大に顕著な効果を奏する。

加えて、円柱体の上側外周面及び下側の上記を除く円柱体外周表面には、表面積を大きくして固着強度（引抜強度）を更に増大させるために、ローレット加工が施されることが好ましい。このローレット加工と上記環状凹溝との相乗効果によってアンカーの固着強度を一層増大させることができる。
本発明のアンカー本体は、大型の重量物をボルトで連結固定するに充分な機械的強度が要求されるので、適切な高強度を有する金属材料が採用される。また、前記本体は屋外での使用されることが多く、錆びないことが重要であり、そのような高強度、不錆金属材質として望ましく、例えば、スチール及びステンレスが好ましく使用される。金属アンカーには必要に応じて防錆処理を施してもよく、例えば、錆びない金属のメッキを処理することが望ましい。

本発明の連結用アンカーは、常法通り、コンクリート構造物にドリル穿孔して設けた孔内に連結用アンカーを押入し、連結用アンカーと穿孔との空隙をケミカルセッターで充填して固化固定するものである。
連結用アンカーは、埋設されるコンクリート構造物の表面と同一の高さの埋設される。そのとき、連結用アンカーの円柱体中心軸線に沿って設けられた螺着用ねじ孔内に液状のケミカルセッターが流入しないように、キャップが用意される。
キャップは、プラスチック製で下側にアンカー本体の上面に開口するボルト螺着用のねじ孔に螺着させる山ねじ凸部と上側にキャップを着脱する螺着脱操作用の凸部が形成され、両凸部は水平に外周に張り出した円盤状つば部を介して一体に形成された構成を有する。

上側の螺着脱操作用凸部は、例えば、六角ナット状凸部あるいは指でキャップを捻ることができる厚手の板状体であってもよい。前記キャップに形成される円板状張り出しつば部は、例えば、径が２５ｍｍないし６０ｍｍ程度の充分広めの円板状のつばに形成される。この広いつばは、重い機能性部材を取り付け連結する際に使用するリングワッシャーの外径より大きいことが重要で、ワッシャーの外周縁より２〜３ｍｍ広いつばが望ましい。この円板状つばは、コンクリート層の穿孔内にアンカーを全く安定に保持させることできると共に、ワッシャーにフラットな面を提供するので安定した連結状態が保証されるという利点を有する。

連結用アンカーの埋設固定に用いられるケミカルセッターは、エポキシ樹脂を主剤とする二液混合注入タイプの速硬化性で高い固着強度と経時的に安定性を有するケミカルセッターであって、例えば旭化成社製のＥＡ−５００及びＥＸ−４００等がＩＳ−ＳＹＳＴＥＭとして提供されている。主剤としては、エポキシアクリレート樹脂やビスフェノールＡ／Ｆ型エポキシ樹脂が、また硬化剤としては、変性脂肪族ポリアミン及びベンゾイルパーオキサイド（ペースト）が組み合わされて用いられる。
両液は、専用の混合注入器によって好適な混合調合で有底孔に注入される。そして、この注入液は、穿孔とアンカー本体の間隙を完全に満たす量が注入されるので、アンカー本体を穿孔内に挿入する時に注入液が孔内から僅かに溢れ出て、キャップの張出し円盤状つば部の下側面とケミカルセッターの硬化樹脂液が接触して接着するのを防止するために、キャップと硬化樹脂とは相互接着しない組成であることが重要である。
かかる観点から、ポリオレフィン製、特にポリプロピレンまたはポリエチレンが素材として好ましい。

次に、本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の重量物連結用アンカーのスチール製円柱状体アンカー本体１は、その輪切り上面から円柱体の軸線に沿って長さ方向の中央部近傍に達する螺着用ねじ孔２が形成されている。前記円柱体の下側の外周表面には、円柱体の軸を中心とする３個のリング状凹溝３・・が間隔をあけて形成され、前記円柱体の上側の管状外周曲面４及び下側の上記凹溝３・・を除く円柱状外周表面５にはローレット加工が施されている。
円柱状アンカー本体１の螺着用ねじ孔２に螺着して使用されるポリプロピレン製キャップ６は、円柱状アンカー本体１の上面に開口する螺着用ねじ孔２に螺着する下側の山ねじ凸部７と上側の螺着脱操作用凸部８が水平方向に張り出した円盤状つば部９を介して一体に形成されている。このポリプロピレン製キャップは、例えば、射出成形によって容易に製造することができる。

図２は、図１の本発明の連結用アンカーをドリル有底穿孔１０に挿入した状態を示す一例の断面図である。穿孔は充分清掃され、充分量のケミカルセッター１１が注入されたのち、その穿孔にアンカー本体が挿入される。ケミカルセッターは有底穿孔とアンカー本体との空隙を充満し、その過剰量はコンクリート層表面と円盤状つば部９の下面との密着面間を通って円盤状つば部９の外周縁の外側に押し出されるが、この押し出された注入液はティッシュや布で拭き取られる。ケミカルセッターは、通常、２４時間後には完全に硬化し、アンカーはコンクリート床に強固に固定されることになる。

［実施例１］
本発明の連結用アンカーを大型ローラーコンベアの設置に使用した例について説明する。
ローラーコンベア装置は、総重量が約４０トンで、複数の枠台が連接状に長さ約５０ｍに亘って形成されたベース台に接地される。各枠台は厚さ１２ｍｍの鉄板で平行に立ち上がる左右両側板、底板及び天板が組み合わされた高さ１００ｃｍ、幅約２５０ｃｍで長さ約５．５ｍの大きさを有しており各枠台は、張り出し形成された接地板部の４隅で連結用アンカーとボルトによってコンクリート床に連結固定される。
そして、この大型ローラーコンベア装置の設置に使用した連結用アンカーは、外径が２５．５ｍｍ、長さが１２２ｍｍで、螺着用ねじ孔が径２０ｍｍのものである。アンカー施工に際しては、径が４２ｍｍの円盤状張り出しつば部を有するＰＰ製キャップをアンカーに取り付けた。次いで、各単位枠台の左右に張り出した接地板部の４隅端部に形成された貫通孔に対応するコンクリート床の箇所にドリル穿孔し、コンクリート床に径２９ｍｍ、深さ１３０ｍｍの有底孔を穿け、その有底孔内を清掃したのち、ＡＲケミカルセッターＥＸ−４００を５４ｍｌ注入した。その後に上記アンカー本体を孔内に静かに挿入し、孔内からキャップの周縁に流れ出た過剰のケミカルセッターをティッシュで拭き取った。

注入から１日経過した後に、固化したアンカー本体からキャップを取り外したところ、キャップでカバーしたコンクリート面は比較的フラットであり、ここに容易にワッシャーを取り付けることができた。次いで、アンカーと各枠台の接地張出板部をやまねじ２０ｍｍ径のボルト・ナットで締め付けて、合計３６個のアンカーによって各枠台それぞれを完全に固定した。
このようにコンクリート床に連結固定された大型ローラーコンベア装置は、１ヶ月間連続して重量１０００ｋｇの鋼管を移送運転されたが、その間にコンクリート床に強固に固定されているために、重量１０００ｋｇの鋼管を安定して移送運転することができた。

［実施例２］
アンカーのサイズが、長さ４３ｍｍ、外径１４．５ｍｍ、環状凹溝の幅幅７ｍｍで深さ１．２ｍｍボルト用ねじ孔の径１０ｍｍのステンレス製連結用アンカーを用い、円柱体表面にローレット加工を施したものと施さないアンカーを用いて比較実験を行った。両アンカーのそれぞれをコンクリート層に穿けられた径が１６ｍｍ、深さ４３ｍｍの孔に硬化性液状樹脂として、接着系アンカーで注入式のカートリッジ型を用いて埋設固定化を行った。一日後に、固化固定されたそれぞれのアンカーの引張強度を測定した。
３つずつ作製した各試料について測定した結果は、ローレット加工したものが、いずれも２３．０ｋＮであったのに対し、ローレット加工しないものは、それぞれ２０．０ｋＮ、１９．０ｋＮ及び１９．０ｋＮであった。ローレット加工したアンカーは、しないものに比べ３ｋＮ以上高い引張強度が得られ、実用的に各段の安定性が得られることが分かった。

本発明によれば、３０トン位の大型重量物から太陽光発電パネル（ソーラ-パネル）など比較的軽量の機能性部材まで、その連結用アンカーの用途を拡大することができる。

１ アンカー本体
２ 螺着用ねじ孔
３ リング状凹溝
４ 上側の管状外周曲面
５ 上記凹孔３を除く円柱状外周表面
６ キャップ
７ 山ねじ凸部
８ 螺着脱操作用凸部
９ 円盤状つば部
１０ ドリル有底穿孔
１１ ケミカルセッター

Claims (5)

1. 円柱状の金属製連結用アンカーであって、螺着用ねじ孔が前記アンカーの円柱体中心軸線に沿って上面から中央部近傍まで形成され、前記アンカーの外側面には２〜５本の間状凹溝が間隔をおいて形成されると共に、前記環状凹溝を除く上記アンカーの外表面にはローレット加工が施されていることを特徴とする金属製連結用アンカー。
2. 前記螺着用ねじ孔の径が１０ｍｍ〜２４ｍｍである請求項１に記載の金属製連結用アンカー。
3. 前記アンカーの外径が１４ｍｍ〜３６ｍｍ、長さが３０ｍｍ〜２００ｍｍである請求項１または２に記載の金属製連結用アンカー。
4. プラスチック製であり、円盤状つば部を介して下側にアンカー本体の上面に開口するボルト螺着用のねじ孔に螺着させる山ねじ凸部と上側にキャップを着脱する螺着脱操作用の凸部が形成されていることを特徴とする連結用アンカーに用いるキャップ。
5. 前記キャップがポリプロピレン、ポリエチレン又はゴムである請求項４に記載の連結用アンカーに用いるキャップ。

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