JP2013537608A - 高強度回転アンカー - Google Patents

Abstract

【解決手段】乾式壁等の基材上でアイテムを支持するための方法とアンカーに関する。アンカーは、挿入項を通る最小交差部形態の固定要素を運び、第１の展開を実施するように構成されている。アンカーは、更に、調節可能なキャップ部材を備えており、該キャップ部材は移動して、基材のアクセスできない面に、固定部材を固定させるように構成されてる。固定部材は、基部チャンネル部材と、上部チャンネル部材と、接続枢転部材とを備えており、接続枢転部材は、上部チャンネル部材を、基部チャンネル部材に、回転可能に接続するように構成されている。上部チャンネル部材は最小断面形態で、基部チャンネル部材に入れ子にできるように構成されており、壁のアクセスできない面に対して平行な平面内で接続枢転要素を介して、枢転され、上部チャンネル部材の枢転が、第２の展開を与える。
【参考図】図８

Description

本発明は、高強度アンカーに関するものであり、特に、病院の手摺や掴み棒、キャビネット、本棚、大画面テレビ、及び他の重いアイテムを支持するために、壁又は基材に直接固定するのに適しており、特に壁が乾式壁(drywall)、或いは、ガラス繊維又は板金の基材を用いたボート(boats)に固定するのに好適であるアンカーに関している。

厚紙又はボール紙のシート間に含まれた圧縮粉末の石膏でできている乾式壁は、特に米国において、最も一般的な内壁建築材料の１つである。それは、取り扱いが容易であり、すぐに設置でき、優れた塗装ベースを提供する。それは、標準４フィート×８フィートのシートで、厚さ１／２インチ及び５／８インチのものが一般的である。しかしながら、それは、構造的に強くなく、壊れるときに崩れる傾向があることから、アイテム、特に重いアイテムを支持する基礎としては比較的劣った材料であった。支持強度を増加させるために、乾式壁のシートは、例えば病院の一般的な壁構造では、２重にされることがよくある。それにもかかわらず、乾式壁による支持は、２重の厚さにされても、石造物、金属、木又は他の構造材料と比較すると、相対的に劣ったままである。

乾式壁で構成された内壁の一般的な構造は、一式の木製又は金属製の枠柱(framing studs)を備えており、一般的には、公称断面積が２インチ×４インチの大きさであり、横に１６インチ間隔を開けて、外壁に取り付けられる。孔が、乾式壁と外壁の間にて、実効深さが３．７５インチで、乾式壁の裏側に直接形成される。孔には、絶縁材が配置されて、電気、水道、暖房やその他のラインが引かれて、表に出ないようにされる。重い目的物を枠柱に直接取り付けることが好まれるが、壁空間の大部分は、支持されていない乾式壁なので、常にロジスティカルに(logistically)可能ではない。

多くの種類の目的物は、一般に、直接壁に掛けられて、支持される。これらのアイテムは、絵画や鏡などの装飾的で静的なもの(それらが軽いか重いかは、絵画又は鏡の大きさと性質による)から、大画面テレビなど重く静的なアイテムに亘っている。静的なアイテムは、動かず、壁への負荷も変わらない。しかしながら、多数の静的ではないアイテムが存在しており、それらは、普通に重さが重いことに加えて、支持壁と支持構造に、移動によるストレスをもたらす。静的ではないアイテムの例としては、回転支持体(swivel support)上のテレビ、本棚、台所用食器棚、及び手摺又は掴み棒などがあり、特にこれらは病院内で使用される。乾式壁構造による支持は、枠柱への直接の支持ができない、又は適していない用途で用いる場合に、特に問題がある。

構築された乾式壁にアイテムを高い信頼性で固定及び支持する必要性に鑑みて、多くの留め手段又はアンカーが開発されてきた。これらの留め具やアンカーは、支持される負荷に基づいて、様々なカテゴリに分類できる。非常に軽い負荷に対しては、接着フック、膨張プラグ、釘付けフックや大きなねじ孔を有したセルフドリリングアンカー(self-drilling anchor)があり、それらは、乾式壁表面に、または、乾式壁の厚さ内で直接支持される。より大きな保持強さを有するアンカーの種類には、中空壁用展開アンカー(hollow wall expansion anchor)があり、それらは、普通、予め穿設された孔に挿入されて、壁の後側で展開される。これらの中空壁用アンカーは、バネでヒンジされた(spring hinged)「トグル(toggle)」を有しており、良く知られたトグルボルトを含んでおり、トグルは、挿入ボルトを挿入して壁の後側ではねて開くために畳まれている。他の一般的なアンカーには、モーリーボルトアンカー(molly bolt anchor)があり、それは、予め穿設された孔に挿入するために管状にされており、挿入されたボルトによって、展開される。ボルトが、アンカーの前部と係合して、壁に向かって引っ張ると同時に、側脚が外方に「展開」して、壁と接触する。メカニカルプラスチック社製のＴＯＧＧＬＥＲ(登録商標)オーバーセンターアンカー(over-center anchor)等の、様々なプラスチック製の展開アンカーは、予め穿孔された孔に挿入するために折り畳んで挿入される、或いは、展開された保持姿勢へと開く(pop)又は開かれる。

挿入されて、展開して開くことが出来るこれらの中空壁用アンカーの本質は、それらの保持限界にも寄与する。故に、(アンカーを予め穿孔した孔に挿入するために折り畳むことができる)トグルボルトアンカーのヒンジ部と、(側脚を引き戻して、展開するのに用いられる挿入ボルトを有する)モーリーボルトの柔らかく屈曲可能な金属とは、プラスチック製展開アンカーの可撓性プラスチックの剪断強度が比較的低いので、弱い箇所となっている。これらのアンカーは、一般に１００ポンド迄の、中程度の負荷を安全に保持するために用いられ、アンカーのグループ内においては、安全に用いられるときだけ用いられる。

更に、中空壁又は乾式壁構造で用いるために設計されたより高い保持力を持つ種類のアンカーがある。これらには、ＳＮＡＰＴＯＧＧＬＥ(登録商標)アンカー(メカニカルプラスチック社製)が含まれており、それは、ヒンジを使わない硬い金属のチャンネル保持要素を有する。チャンネル保持要素は、長手方向に曲げられており、横向きに嵌入されて、次に最初の軸位置へ戻るように回転して、壁の後部に係合するようにされている。これらのアンカーは、壁の厚さに応じて、乾式壁で数百ポンドを支持することができる。しかしながら、このような能力にも拘わらず、特に静的でない高圧力又は高重量を保持する用途において、下向きの剪断方向についてより大きな支持力が必要とされている。しかしながら、乾式壁においてこのようなアンカーの保持が失敗する態様は、通常、壁の破損が原因であり、アンカー単独の強さを増加させても意味がないか、無益である。

競合する様々な要因が存在しており、固定要素のサイズを大きくすることによって、留め具又はアンカーの支持能力を増加させることを制限している。これらの要因には、挿入開口の大きさと、乾式壁の後側の中空の制限領域(壁の後ろに配置されるアンカーの大きさを限定する)と、固定要素と支持壁の間の制限された中間領域とが含まれる。

乾式壁の後側には、基本的に直接アクセスできず、壁の後部又はアクセスできない場所にアンカーを設置するためには、乾式壁に予め形成された開口を通して、アンカーを設置する必要がある。これは、逆説的な状況をもたらす。大きな保持力のためにより大きなアンカーが必要とされるが、これらの大きなアンカーは、より大きな挿入開口を必要とする。しかしながら、乾式壁においては、大きな開口を形成すると壁を弱くしてしまい、それによって、より強いアンカーを用いる効果を打ち消してしまい、その結果、挿入できるアンカーの幅及び大きさが制限されることになる。

アンカーの幅を制限する挿入孔の制限に加えて、乾式壁と支持するベースの壁の間の利用可能な孔の深さは、通常３．７５インチであり、それは、開口に挿入されるアンカーの長さも制限する。より長い長さのヒンジアンカー又はフレキシブルアンカーは、ヒンジ点での脆弱性と保持力に対して不利に働く可撓性とに悩まされる。

説明したように、乾式壁の強さ(即ち、乾式壁の厚さに依存した破損の限界値)は、特に重量型のアンカーを用いて、乾式壁によって安全に支持できる重量を決定する最も一般的な制限要因となっている。壁で支持可能な重量を増加するため(壁の厚さを増加することを除く。それは既存の壁に容易に実行可能ではない)には、アンカー又は留め具を支持する壁の領域を増加させることで、例えば、負荷を分散させることで、壁自体が更なる負荷を支持できるようにする必要がある。しかしながら、モーリーボルトアンカーやトグルボルトアンカーなどの既存のアンカーは、夫々、モーリーボルトアンカーについては、それらに径方向に最大限の展開を提供し、トグルボルトアンカーについては、最大限のバネ負荷とヒンジ展開を提供するように構成されている。モーリーボルトアンカーのバリエーションでは、手摺り使用に特別に設計されたアンカーは、自由端がある金属脚の円錐スカートを有する中心ロッドを含んでおり、それら金属脚は、予め穿設された開口に挿入するために外周が圧縮されて、壁面への挿入係合と設置後にて、外周が展開する。そのアンカーの脚部は、モーリーアンカーと同じようには曲がらないが、このアンカーは、１インチと４分の１の大きな挿入開口を必要として、高コストであり、脚部が広がるその遠位端は、脆弱なヒンジ領域となっている。加えて、アンカーは、脚が外側にめくり返ることを避けるために、あまり広がれない(即ち、４５°の角度を越えることができない)。

従って、本発明の目的は、壁面又は他の基材、特に、乾式壁で作製された壁に、非常に重く静的でない負荷を支持するために使用するのに適した経済的なアンカーを提供することである。それは、アンカーが、既存のアンカーのものよりも、最小限度で大きくした挿入孔だけを必要とすることを目的とする。アンカーが、従来技術のアンカーと比較して、乾式壁等の支持基材との直接的な保持接触面を顕著に増加させるために展開することを目的とする。

本発明の更なる目的は、壁又は基材に対する接触面をアンカーに提供することであり、その接触面は、挿入開口に跨っており、略全ての荷重接触面が一方向より多くの直線方向に展開して、開口を通過して、その展開に沿って基材表面上で十分に直接に支える。

本発明の更なる目的は、固定要素を有するアンカーを提供することであり、アンカーは展開できて、アンカー挿入孔に対して２以上の径方向へ延出する支持固定部材を提供し、任意の展開干渉壁枠要素の近接場所に応じて、アンカーは完全に又は部分的に展開できる。

本発明の更に他の目的は、最小のヒンジまたは脆弱な可撓性部分の有無に拘わらず、かなり硬い要素としてのアンカーを提供することであり、アンカーは、支持する乾式壁の後側で、壁面に平行な平面内で回転展開され、壁面に直接隣接する。

本発明の更に他の目的は、方法とその方法を実施するためのアンカーを提供することであり、アンカーは、乾式壁等の壁又は基材の後ろで、保持要素を伴った第１の展開である最初の展開を行い、次に、基材に対して異なった方向に、アンカー保持要素の第２の展開を行い、基材上の荷重負荷が、展開要素と保持要素の両方で、実質的に支持される。

概して、本発明は、固定方法と、基材、特に乾式壁で作製された壁上で、重量負荷の支持を提供するアンカーとを含む。アンカーは、アクセスできない面がある基材又は壁上に、重く、及び／又は動的な負荷を支持するように構成された固定要素を備えている。方法は、次のステップを備える。
a) 乾式壁でできた壁のような壁又は基材の挿入孔に、サイズが最小限の形態の固定要素を挿入する工程と、
b) サイズが最小限の形態の固定要素を、挿入孔に対して第１の方向で展開する工程と、
c) 次に、第１の方向に対する第２の方向に、固定部材を展開する工程であって、第１と第２の方向は別であり、挿入孔の近くで互いに交差する工程と、
d) 基材に対して、第１と第２の両方向で固定部材を展開させた状態で、負荷を支持する工程と、を含む。

固定要素は、アクセスできない面で固定支持する固定要素を設置するために、基材又は壁に形成された開口に挿入されるように構成される。固定要素は、挿入のために最小限の大きさの挿入孔(挿入孔の直径は、固定部材の断面幅よりもわずかに超えることが理想である)を通る最小限の断面形態になり、壁のアクセスできない面に配置して、耐荷するために展開するように構成される。固定要素は、壁のアクセスできない面に対して、負荷を支えるために固定要素の第２の展開をするように構成された要素を更に含む。固定要素は、少なくとも一部の固定要素が挿入孔の近くで交差する状態で、挿入孔に対して、少なくとも３方向、好ましくは４方向に延びる固定要素の部材が、少なくとも２つの異なる展開方向に展開して延出するように構成されている。固定要素は、挿入の過程で、挿入ボルト又はねじによって係合される協動要素を用いて、第２及び多方向に延出する回転展開をするように構成されることが好ましい。固定要素の複数の部分が、挿入開口に渡って交差して、夫々に対して、等角の方向に延出することが更に好ましい。延出では、４方向の好ましい構成における角度は、直角となる。好ましい実施の形態において、固定要素は、壁のアクセスできない面に平行な平面内で回転方向で、少なくとも一部の展開をするように構成され、壁柱又は他の障壁によって、妨げられない限り、等角方向への配置を達成すると、回転展開は更に移動できないように構成される。固定要素の多方向へ延出した部分は、夫々、十分な長さを有しており(挿入孔の円周を越えて、略１．５インチあることが好ましい)、剪断及び引き抜きの張力に対する抵抗を提供する。十字角度(９０°)の配置は、保持のベクトルを確保して、乾式壁の最も一般的な破損形態である下方向への剪断引っ張りに抵抗する。

本発明の上記及び他の目的、特徴、及び利点は、以下の説明と図面から更に明らかとなるであろう。

図１は、本発明のアンカーと共に使用できる位置決め要素を備えた、従来技術のアンカーの拡大図である。 図２Ａ乃至図２Ｄは、図１の従来技術のアンカーの連続図であり、壁上の目的物を支持するために、壁の開口に挿入される本発明のアンカーの初期位置と、最初の展開とを例示している。 図３は、本発明のアンカーの実施の形態の斜視図であり、図１の従来技術のアンカーで用いられるような、脚部の配置を示す。 図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、図３のアンカーの固定要素の斜視図であり、夫々、接続枢転要素(図４Ａ)、上部回転要素(図４Ｂ)、及び基部要素(図４Ｃ)を示している。 図５Ａ乃至図５Ｃは、図３のアンカーの固定要素部分を異なった角度にした連続図であり、挿入された負荷支持ボルトを装着することで、壁のアクセスできない面の後ろで展開されることを示す。 図６は、図３のアンカーの固定要素の強化プラスチックバージョンの斜視図であり、図６Ａ及び図６Ｂは、夫々、図６のプラスチック製アンカーの上部チャンネルと、基部チャンネルであり、図６Ｃは、図６の６Ｃ-６Ｃ線に沿った断面図である。 図７は、図６のプラスチック製アンカーを展開した構成の斜視図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、病院の手摺り又は掴みを支持する用途で展開された図３のアンカーを示す。

本発明の好ましい実施態様において、固定要素(anchoring elements)は、入れ子にされたチャンネル要素(nested channel elements)としての金属からなっている。入れ子のチャンネル要素は、配置が最小となる輪郭を有しており、重い負荷用の支持要素として、乾式壁からなる壁の後側に配置するのに適した構造をもたらす。平坦な基部と垂直なサイドスカートとを有するＵ字状断面の各チャンネル構造が好ましい。それらは、強化したサイドスカート部材を得ることに加えて、必要不可欠である入れ子にすることを可能にする。ＳＮＡＰＴＯＧＧＬＥ(登録商標)アンカーの設置脚部材のような従来の技術構造は、壁の後側で、入れ子にされた複数のチャンネル要素を最初に配置するのに利用されてよい。しかしながら、確然としたチャンネル配置のためには、ＳＮＡＰＴＯＧＧＬＥ(登録商標)のチャンネルに用いられるようなアンカー配置機構が好ましい一方で、他の配置要素が、入れ子チャンネルのような本発明の固定要素で同様に利用されてことは当然である。適切な金属は、様々なグレードの鋼やステンレス鋼(腐食が発生する可能性がある場合)といった、固定チャンネルで一般的に用いられる金属である。

入れ子の金属チャンネル要素は、本発明のアンカーの好ましい実施形態の固定要素であって、それらは、基部チャンネル部材と、少なくとも１つの上部又は上側チャンネル部材と、上部チャンネル部材及び基部チャンネル部材の両方を結合するねじ接続要素とを備えている。幾つかの実施の形態において、接続要素は、それらチャンネル部材と結合される分離可能な要素であり、(プラスチック製固定要素のような)他の用途では、接続要素は、上部及び基部チャンネル部材の何れか又は両方と一体化された要素を備える。

接続要素は、上部チャンネルを、好ましくは壁と平行な面で枢転又は回転させて、異なる別々の延出方向へ動かすことを可能とする。このような枢転により、複数のチャンネル部材の少なくとも１つが、挿入孔と交差して、挿入孔に対して、アクセスできない壁面の対向する表面を支える。他のチャンネル部材は、第１チャンネル部材から離れる角度に延びて、アクセスできない壁面の面を支える。２つ以上のチャンネル部材が、互いに直角で、挿入孔に渡って交差して、全てのチャンネル部材が、直接壁を支持することが好ましい。このような構成では、挿入孔の周囲で異なる方向へ伸びる４つの接続された固定要素がある。

２つのチャンネル部材間における直角な線状の交差は、別々に直線に延びる固定要素によって、保持力を大きくして、均一に広げる。追加の固定要素を用いる場合、交差角度は、固定要素の均一な径方向への分布を提供することが好ましい。好ましい実施例では、固定要素の移動又は回転の駆動は、個別の設定ステップではなく、アンカーを利用するのに含まれる通常の手順で、例えば、接続要素のねじ部と係合するように支持ボルトを挿入することで達成される。回転設定ツール等を用いた個別の設定ステップは、あまり好ましくないが、本発明の範囲内に含まれる。剥離抵抗要素(breakaway resistance element)又は摩擦抵抗要素が、複数のチャンネル要素に含まれることが好ましい。抵抗要素は、最初にボルトの挿入に干渉して、チャンネルへのボルトの配置が完了する前に、ロックされる展開位置にチャンネルを最初に回転するように構成される。ロックされる位置において、ボルトは、抵抗要素に打ち勝って、完全なボルト設置を続けるように導かれる。ねじ接続要素は、好ましい実施の形態において、挿入されたボルトと係合して、引き抜きに対する抵抗をもたらす。

個々のチャンネル部材は、妨げられない回転移動を可能する一方で、高荷重負荷を原因とする変形に抵抗して、残りの保持構造を維持する。加えて、乾式壁のアクセスできない面を直接に支えて係合するように、回転する上部チャンネル部材が落ちるのと同時に、回転又はチャンネルの移動が達成されるように、複数のチャンネル要素が構成されることが好ましい。ボルトによって完全に回転されるか又は下ろされてしまうまで、上側又は上部のチャンネル部材は、壁に対する抵抗位置にはないので、その移動は、回転方向については、壁面の摩擦抵抗係合によっては妨げられない。ボルト挿入の回転と回転方向の両方は、典型的な時計回りのねじ方向にある。基部チャンネル部材の要素は、入れ子位置にある場合に上部チャンネルを持ち上げるように構成されており、上部チャンネルが部分的又は完全に回転又は枢転する場合に、それら要素は、上部チャンネルが接続要素に落ちて、上部チャンネル部材と壁面との係合を達成するように構成されている。

上側又は上部のチャンネルにおける対角線上の一対の対向するコドラント(quadrant)端は、除去されて、時計回りに回転して移動可能となる。部材の除去を補償するために、上部チャンネル部材は、例えば、強化リブを上方へ延ばして補強されることが好ましい。しかし、強化リブは、挿入孔を最小サイズの直径に留めておくために、挿入孔の曲率の範囲で適合するように配置されて構成される。

入れ子の複数チャンネルの加算された厚さを収容するために、挿入開口は、最小限度で広げられる。従って、ＳＮＡＰＴＯＧＧＬＥ(登録商標)アンカーに必要とされる、１／２インチの挿入開口は、強化リブと共に、本発明の複数のチャンネルアンカーを収容するために、３／４インチに広げられる。この開口の大きさは、従来技術のトグルボルトアンカーに必要とされる大きさとほとんど同じであるが、より優れた保持能力をもたらす。対照的に、乾式壁で用いられる重量用アンカーは、一般的に、直径で１インチを超える挿入開口を必要としていた。本発明のプラスチックの実施例のアンカーにおいては、プラスチック材料固有の特性によって、アンカーの壁の厚さを増加する必要があるかも知れない。従って、このようなアンカーに対して、７／８から１インチの直径の挿入孔を利用する必要があるかも知れないが、それは従来技術のアンカーで必要とされる直径よりも大きな直径ではない。

具体的に図面を参照すると、図１に示すように、従来技術の中空壁用アンカー(10)には、３つの基本的な部品、つまり、位置決め要素、固定要素、及び壁厚調節要素がある。プラスチック製の位置決め脚(12)のような位置決め要素は、金属製チャンネル固定要素(20)に取り付けられて、壁の挿入孔を通して、金属チャンネル固定要素(20)を運ぶために用いられる。壁厚調整要素又はハット(32)は、孔カバーフランジ(36)を備えており、アンカーの挿入を完了するために、固定要素を設置した後に配置される。図２Ａ―図２Ｄは、従来技術のアンカー(10)の要素が、どのようにして使用されるかを示している。位置決め脚(12)は、操作ハンドル部(56)に互いに摺動自在に取り付けられており、孔(28)及び孔(30)にて、金属チャンネル(20)に枢着されている。図２Ａでは、脚部(12)が摺動されて、金属チャンネル(20)を枢転させることで、最小の挿入姿勢を取っている。これは、脚部(12)を長手方向に伸ばして、金属チャンネル(20)を小さい径の壁孔(45)(図示された市販のアンカーについては、１／２インチ)に挿入できるようにする。孔(45)に挿入した後、脚部は、図２Ｂのように再調整され、金属チャンネル(20)は、支持に耐えるために、十字の(crosswise)保持位置に後壁面(46)に対して再配置される。図２Ｃでは、調節要素又はハット(32)は、脚部(12)に沿って移動させられて、開口(45)に隣接する壁(40)と係合し、そこで、位置がロックされて、保持チャンネル(20)と調整要素(32)のフランジ(36)との間で、壁(40)が挟まれる。図２Ｄに示すように、脚要素(12)の外側に延びた部分が切断されて、ボルト(5)が、金属チャンネル(20)のねじ部(26)と螺合するように、ハット(32)を通って嵌入されて、棚(7)を保持するためのアンカーの固定位置の調整が完了する。

図３の本発明のアンカー(100)の実施例では、同様の位置決め脚(12)は、図１及び図２Ａ―図２Ｄの従来技術(他のあらゆる類似の位置決め構造も利用されてよい)のように、利用される。調整要素又はハット(33)は、機能的に、そして構造的に大まかに同じであるが、僅かに大きく、固定要素(101)に対して要求される僅かに大きな挿入孔と係合して、カバーするために、大きなフランジ(33a)を備えている。図３のアンカー(100)は、耐荷固定要素(101)に関して、従来技術と最も大きく異なっており、図４―図８Ｂは、耐荷固定要素とそれらの変形例の様々な部分と要素を示している。

図３の耐荷固定要素(101)は、構造的に補強された金属からなり、それらの構成部品は、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに夫々示されている。固定要素は、基本機能として、図１の従来技術のアンカー(10)に示されるチャンネル要素(20)に相当する基部支持部材(50)を備えている。第２の上部固定部材(60)は、基部部材よりわずかに大きなチャンネル部材であり、それは、接続枢転要素(70)(明確にするため図４Ａにおいて、比較的より大きく示される)を用いた回転可能な接続によって、基部支持部材(50)上に入れ子にされて一体化される。上部部材(60)及び基部部材(50)の両方は夫々、サイドスカート(61)(51)に加えてエンドスカート(66)(56)を有しており、図３に示す様に、互いに入れ子状態になるような大きさと構成にされている。対角線にて対向するサイドスカート(61)のコドラント(61a)(61b)(61bは見えない)は、上部部材(60)が、図５Ａ−図５Ｃで示された時計回りの方向で回転できるように除去されている(近接する壁柱によって規定される場合等、反時計回りの配置が要求される場合、他の対角線上のコドラントの除去が、代わりに行われてよい)。コドラントが除去されるので、上部部材(60)の開口(62)の周りの領域が弱くなり、重い荷重で曲がり得る。その結果、図５Ａ−図５Ｃに示すように、小さな外向きの補強リブ(68a)(68b)が、上部部材(60)と一体的に形成される。残りのコドラント(61c)(61d)(61dは図示せず)は、切り欠き部分(63a)(63b)(図示せず)が設けられており、切り欠き部分は、上部部材が、基部部材に対して９０°の位置に回転すると、基部部材のスカート(51a)(51b)(51bは図示せず)の底部フランジと係合するような大きさと構成にされている。切り欠き部分は、上部部材を最適な保持位置にロックして、更なる回転を防止して、抵抗を与えて、挿入されるボルトを完全に螺合できるようにする。上述した見えない部分は基本的に、見える部分の対称な鏡像となっている。

アセンブリにおいて、接続枢転金属要素(70)は、上部金属固定要素(60)の開口(62)に挿入され、上側の環状の肉厚フランジ(75)が開口(62)の周辺で支持される。歯状部分(73)は、開口(62)の壁としっかりと係合し、歯状部分(73)の高さＨは、開口(62)の係合高さ、即ち、上部固定部材(60)の金属の厚みと略等しい。接続枢転要素(70)の下側部分(71)には、スロット(71a-d)が形成されており、下側部分(71)の直径のわずかな圧縮を可能とし、接続枢転金属要素(70)のリップ部分(72)を過ぎて、下側部分(71)が、基部支持部材(50)の位置合わせした開口(52)に嵌まるようにされる。リップ部(72)は、最初の直径に戻って、最初の固定部材の設置とボルト挿入の間、上部固定部材(60)と基部固定部材(50)の間の接続を維持する働きをする。スロット付きの下側部分(71)の高さＨ'は、基部部材(50)の金属厚さの少なくとも２倍ある。それによって、入れ子にされると上がり、展開のために回転すると下に落ちるのに十分な空間を、上部固定部材(60)に提供する。上部部材(60)は、最初に、長手方向に沿って基部支持部材(50)に揃えられて、隆起部分(50a)(50b)によって、それから上方に離れることで、間隔が空いた入れ子関係となる。隆起部分(50a)(50b)は、テーパー状にされて、高さが下がっており、上部部材(60)が、連続して図５Ａ−図５Ｃに示すように、隆起部分(50a)と(50b)上の着座から解放されるように上部部材(60)の回転と協働する。ボルト(5)が、接続枢転金属要素(70)にねじ込まれ続けると、上部部材(60)は、基部部材(50)に向かって、平坦部(71)回りで引き落とされて、上部部材(60)の端部(61a)と側部(61b)が、壁面(40)を直接支持して係合するように導かれる。

図２Ａ−図２Ｂで示すような従来技術の方法で、図２Ａで示される長手方向への挿入位置から、図２Ｂに示す展開したアンカー位置へと金属固定部材(20)を展開して、アンカー(100)の固定要素(101)を最初に設置した後、ハット(33)が動かされて、図２Ｃに示すような方法で、壁(40)に対して固定要素(101)を固定する。図５Ａ−図５Ｃでは、操作による固定要素(101)の第２の展開が、ボルト(5)の螺入と併せて示されている。抵抗要素(77)は、小さな横棒の要素であり、接続枢転金属部材(70)のボルト孔(78)の上部の一方の側に溶接されるか、又は接続される。横棒要素(77)の他端は、付着されないままにされる。ボルト端(5a)は、摩擦係合により、抵抗要素(77)と係合し、拘束されていない上部部材(60)が接続枢転部材(70)と共に、ボルトのねじ止め方向(図示するように、ボルトに対して時計回り)で、基部(50)の開口(52)内を回転する。ねじ孔領域(76)で広がる(reamable)材料などの、ボルトの前進に対する任意の抵抗要素が、ボルトによる上部部材(60)の回転展開を達成する十分な抵抗力を与えるのに同様に足りるでだろう。他の実施例(図示せず)では、工具が使用されて、接続枢転要素と係合し、ボルトと共に示されているように、展開するために、時計回りの方向でそれを回すように用いられてもよい。図５Ａに最も明確に示されるように、切欠き(63a)と切欠き(63b)(見えない)は、夫々、側部要素(51a)と側部要素(51b)の対向するフランジに向かって移動し、固定部材(50)(60)が、図５Ｂと図５Ｃに示す最適な直角配置になると、それらは共にロックされて、固定部材(60)の更なる回転移動を防止する。固定部材(60)の回転が終わった状態で、ボルト(5)は、ねじ孔領域(76)にねじ込まれ続けて、妨げにならないように抵抗横棒要素(77)を継続して曲げて、アンカーの設置を完了する。

図６及び図７の固定部材(101')は、ポリカーボネート等の強い工業用プラスチック、又は繊維入り(fiber loaded)ナイロン、又は他の強化剛性プラスチック材料から形成されてよい。プラスチック製アンカーは、特に低コストでの用途と、ステンレス鋼が非常に高コストであるか又は不適当であるような、耐腐食性が要求される用途で役に立つ。固定要素は、対応する図６Ａに示された上部(160)と、図６Ｂに示される基部部材(150)と、を備え、図４Ａの独立した接続-枢軸回転部材と同等の構造構成物が、接続要素(170)の形成において、基部部と上部との間に協働して一体的に構成される。

基部部材(150)は、上側リップ(172)とスロット(171a-d)を有するスロット付き接続部材(171)を備えている。横断面図の図６Ｃにおいて、より明確に示されているように、接続部材(171)は、圧縮できて、上部部材(160)の環状凹部と協動して係合して、挿入される。リップ(172)は、環状凹部の刻み目と内側で係合して、固定要素を壁孔に挿入する間とボルトを挿入する間にて、上部部材と基部部材間の接続を維持する。環状凹部は、図４Ａに示す接続枢転要素の表面(171)に対する高さに対応している壁を有しており、上部部材(160)が回転して隆起部分(150a)(150b)から外れると、接続要素(171)を収容可能にしている。そして、上部部材(160)は、挿入ボルト(図示せず)によって、図７の展開形態へと降ろされる。

抵抗要素(177)は、図５Ａ−図５Ｃに示された金属の実施例のように、挿入されたボルトと係合するが、しかしながら、プラスチックの実施形態では、抵抗要素(177)は、成形されて完全に結合された構成部材であって、そのプラスチックの組成によって、より壊れやすくなっている。プラスチック組成により必然とされる更なる追加の特徴として、付加的な強化リブ(168a-d)が、上部部材に追加される。接続部材が、上部部材(160)と基部部材(150)と一体化されるので、ねじ又はボルトを保持するねじ部(178)は、上部部材(160)にてその上側ボス(162)に形成される。代替的には、上部部材(160)とボス(162)は、挿入されたセルフスレッディング(self threading)ねじでタップ接続されるように構成されて、多くの、例えば４以上のねじ山を提供して、保持強度を増加させて、ねじ山が潰れることと、ねじが外れることを防止する。

手摺り棒の取付けへの適用が、図８Ａ及び図８Ｂに示されており、展開した固定部材(101)が、挿入孔(45)の周辺にて壁(40)と係合して、手摺り棒用プレート(200)が、ボルト(5)を介して取り付けられる。挿入孔は、３／４インチと同程度に小さくできて、上部部材(60)と基部要素(50)のアンカーの展開要素は、各直線方向の３と３／４インチの公称の最大値まで孔を横切って展開し、５／８インチの乾式壁で、最大保持力が５００ポンドを上回る。固定要素(101)はさらに、全方向に延びて、剪断に対して最大に抵抗し、直径４インチの手摺り棒用プレート(200)(図８Ｂの点線に示される)の約４インチの直径の壁領域を挟み込む。この様な２つの装置が、実際の手摺りの取付けのために使われる。

上記の図及び実施の形態は、本発明の単なる例示であり、構造、構成、及び構成要素の組立てについての変更を、以下の特許請求の範囲により定義される本発明の範囲から逸脱することなく、行うことができる。

Claims (21)

1. 基材上で目的物を支持するアンカーにおいて、
   挿入孔へ挿入される構成にされた固定要素を備えており、前記挿入孔は、前記基材のアクセスできない面で固定支持するために、前記固定要素を配置するために前記基材に形成されており、
   前記固定要素は、最小サイズの挿入孔を通るように最小の断面構成を取り、耐荷するために、最初の展開によって前記基材のアクセスできない面で展開するように構成されており、
   前記固定要素は、前記基材のアクセスできない面で支持に耐えるために、前記第１の展開の後で、前記固定要素の第２の展開をするように構成された要素を備えるアンカー。
2. 前記基材は乾式壁である、請求項１に記載のアンカー。
3. 前記第２の展開をするように構成された前記要素は、前記固定要素とは別個の部材と協動して、前記基材のアクセスできない面に平行な平面で前記固定要素の一部の回転展開をして、前記固定要素の前記第２の展開を行うように構成されている、請求項１に記載のアンカー。
4. 前記固定要素は、最大９０度の回転位置を取るように、前記固定要素の一部の前記第２の展開で前記回転展開をするように構成されており、前記固定要素は、９０度を超える回転位置にくることを防ぐように構成されている少なくとも１つの部材を備える、請求項３に記載のアンカー。
5. 前記固定要素と別個の前記部材は、前記固定要素に螺入されるように構成されたボルトであり、前記ボルトのねじ止めの結果、協動作用が起こって前記回転展開がなされる、請求項３に記載のアンカー。
6. 前記固定要素は、少なくとも２つの異なる展開方向に、且つ前記挿入孔に対して少なくとも３つの異なる方向に延出するように構成されており、前記固定要素の少なくとも一部は、前記挿入孔の近傍を横切るように構成されている、請求項１に記載のアンカー。
7. 前記固定要素は、前記第１及び第２の展開を行って、前記挿入孔に対して４つの異なる方向に延出するように構成されている、請求項６に記載のアンカー。
8. 前記固定要素は、前記挿入孔を交差して横切る延出部分を有し、それら延出部分は、お互いに対して等角の方向に延出する、請求項１に記載のアンカー。
9. 前記アンカーは、
   前記挿入孔を通る最小断面構成の前記固定部材を運び、前記第１の展開をするように構成された機構と、
   前記壁のアクセスできない面に、前記固定要素を固定的に配置するために移動されるように構成された調節自在なキャップ部材と、
   を備えており、
   前記固定要素は、
   基部チャンネル部材と、
   上部チャンネル部材と、
   前記上部チャンネル部材と前記基部チャンネル部材とを枢転自在に接続するように構成された接続枢転要素と、
   を備えており、
   前記上部チャンネル部材は、前記最小断面形態の前記基部チャンネル部材に入れ子にされて、前記接続枢転部材を介して、前記壁のアクセスできない面に平行な前記平面内で枢転可能に構成されており、前記上部チャンネル部材の枢転が、前記第２の展開を与える、請求項３に記載のアンカー。
10. 前記上部チャンネル部材は、ベース部とサイドスカート部を備えたＵ字型断面形状に構成されたチャンネルを備え、前記サイドスカート部の対角線上に対向する一対のコドラント端部が除去されて、前記基部チャンネル部材の上にある前記上部チャンネル部材の入れ子位置から枢転可能にされている、請求項９に記載のアンカー。
11. 前記上部チャンネル部材には、少なくとも１つの強化リブが設けられており、対角線上のコドラントが除去された前記上部チャンネル部材を強化する、請求項１０に記載のアンカー。
12. 対角線上に対向する前記一対のコドラント端部は、前記基材の前面に対して前記上部チャンネル部材の時計回りの回転を可能にする、請求項１０に記載のアンカー。
13. 前記固定部材と別個の部材はボルトであり、前記ボルトは、前記固定部材に螺入されるように構成されており、前記ボルトの螺入は、前記壁の前面に対して時計回りである、請求項９に記載のアンカー。
14. 前記固定要素は、前記枢軸回転前に、前記基材のアクセスできない面から離れて前記上部チャンネルを維持する構成要素を備えており、それら構成要素は、前記上部チャンネル部材が、前記枢軸回転によって、前記基材のアクセスできない面に係合して、固定配置されて、前記上部チャンネル部材が前記基部チャンネル部材とは別個に耐荷するように構成されている、請求項９に記載のアンカー。
15. 前記接続枢転部材は、前記ボルトが螺合するねじ山を中に備えており、前記接続枢転部材は、前記ボルトの螺入によって、前記ボルトと係合して前記上部チャンネル部材が回転するように構成された抵抗要素を備えており、前記抵抗要素は、前記上部チャンネル部材が回転して止まった後で、ボルトの螺合に更に抵抗しなくなるように構成される、請求項１３に記載のアンカー。
16. 前記上部チャンネル部材及び基部チャンネル部材は金属でできており、前記接続枢転部材は、前記上部チャンネル部材及び基部チャンネル部材とは別個の金属製要素である、請求項１５に記載のアンカー。
17. 前記上部チャンネル部材及び基部チャンネル部材はプラスチックでできており、前記接続枢転要素は、前記上部チャンネル部材及び基部チャンネル部材との一体形成部としてプラスチックでできている、請求項１４に記載のアンカー。
18. 前記上部チャンネル部材は、セルフタッピングねじによってタップされるように構成されている、請求項１７に記載のアンカー。
19. 重負荷を支持するために構成された固定要素を有するアンカーを用いて、乾式壁上で重負荷支持を提供する方法であって、
    ａ)乾式壁で構成された壁の挿入孔を通るように構成された最小サイズ形態の前記固定要素を挿入する工程と、
    ｂ)前記挿入孔に対して第１の方向に、最小サイズ形態の前記固定要素を展開する工程と、
    ｃ)前記第１の方向に対して第２の方向に前記固定要素を展開する工程であって、前記第１と前記第２の方向は別であり、前記挿入孔の近傍で互いが交差するように展開する工程と、
    ｄ)前記乾式壁に対して前記第１の方向及び第２の方向に延出する前記固定要素を用いて、負荷を支持する工程と、
    を含む方法。
20. 前記固定要素は、前記壁のアクセスできない面に平行な平面内で展開して、前記固定要素の前記第２の展開を与える、請求項１９に記載の方法。
21. ボルトは、前記固定要素に螺入されて、前記ボルトの螺合により、前記回転展開をもたらす、請求項２０に記載の方法。

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