JP2016223451A - アンカーボルトおよびその製造方法 - Google Patents

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和明 安藤
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Toru Yanai
徹 柳井
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Abstract

【課題】コンクリート壁などに設けた孔にしっかりと固定できるアンカーボルトおよびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明にかかるアンカーボルトは、テーパー部材7の傾斜面11に面接触可能な内面14を形成する四個の当接部12と、本体部13aおよび当接部12の先端を固定する接続部13bで形成する架橋部13とを有する。テーパー部材7には雄ねじ9を有するロッド部3を接続する。テーパー部材7の傾斜面11はアンカーボルトの基端側に向かうに従ってテーパー部材7の中心軸に近づく。当接部12の内面14がテーパー部材7の傾斜面11に面接触している状態で、当接部12の外周面15が壁面1の孔2の内周面4に面接触可能になっている。架橋部13の接続部13bは、自由状態で当接部12の自由端側に向かうに従ってテーパー部材7から離れるように傾斜状に形成している。【選択図】 図1

Description

本発明は、岩壁やコンクリート壁などに設けた孔に固定するアンカーボルトおよびその製造方法に関するものである。
例えば、特許文献1で示すように、コンクリート壁などにドリルなどを用いて孔(穴)を空け、その孔にアンカーボルトを差し込んで固定するものが知られている。
詳しくは、特許文献1のアンカーボルトは、下端(特許文献1の第1図では下側)ほどアンカーボルトの中心軸から離れる一対の傾斜状の楔面を形成している楔体と、その楔体の楔面に接する逆楔面を内面側に形成している一対の抜止め部材とを有しており、その抜止め部材の下端どうしを連結底板で連結している。
そして、コンクリートの床などに空けた孔へアンカーボルトを差し込んだのち、楔体の上端に固着しているボルトにナットを絞め込むことで楔体が上昇し、その楔体の楔面が抜止め部材の逆楔面を押す。それによって、両抜止め部材が拡開して、その抜止め部材の外周面が孔の内周面に押し付けられて当該孔に固定される。
実開昭49−49364号公報
特許文献1のアンカーボルトでは、前記孔へ差し込んでナットを絞めた直後は、抜止め部材による孔の内周面への押し付け力が不十分なために、前記楔体の上昇に連れ立って抜止め部材が上昇して、アンカーボルトが孔から抜け出てしまう虞がある。
本発明は、かかる不都合を解決することを目的として提供されたものであり、コンクリート壁など設けた孔にしっかりと固定できるアンカーボルトおよびその製造方法を提供することにある。
本発明のアンカーボルトは、かかる不都合を解決するために、壁面1に設けた孔2に差し込んで固定するアンカーボルトであって、外周面に複数の平面形状の傾斜面11を形成しているテーパー部材7と、テーパー部材7に外嵌している拡開部材8とを有しており、拡開部材8は、テーパー部材7の傾斜面11に対面する傾斜面状の内面14を形成している複数の当接部12と、各当接部12に繋がる架橋部13とを有しており、テーパー部材7には、外周面に雄ねじ9を形成しているロッド部3を接続しており、テーパー部材7の各傾斜面11は、アンカーボルトの基端側に向かうに従ってテーパー部材7の中心軸に近づくように傾斜しており、テーパー部材7の傾斜面11に当接部12の内面14が面接触している状態で当接部12の外周面15が前記孔2の内周面4に面接触可能になっており、架橋部13は、弾性変形可能な素材で形成してあって、アンカーボルトの先端側に位置している平板状の本体部13aと、本体部13aに連設していて各当接部12の先端をそれぞれ固定している複数の平板状の接続部13bとで形成しており、各接続部13bは、当接部12を前記孔2へ差し込む前の自由状態で各当接部12が当該当接部12の自由端側に向かうに従ってテーパー部材7から離れるように、本体部13aに対して傾斜状に形成しており、架橋部13は、アンカーボルトが前記孔2へ差し込まれた際には弾性変形して、各当接部12の自由端側がテーパー部材7側へ寄った状態でアンカーボルトが孔2内へ入り込み、その際の弾性復元力で各当接部12の自由端側が前記孔2の内周面4に押し当たることを特徴とする。
ここでの壁面1には、トンネルなどの土木構造物や建築物の天井や側壁などの壁面や、岩壁などが含まれる。当接部12の外周面15は、その全面が孔2の内周面4に面接触することが好ましいが、一部が面接触していなくてもよい。架橋部13は、当該架橋部13の弾性復元力で当接部12の自由端側を孔2の内周面4に押し当てることができる弾性を有するとともに、アンカーボルトの先端側を上にした姿勢(図2の姿勢)においては、接続部13bが当接部12の重量ではテーパー部材7側へほとんど寄らないだけの曲げに対する強さを有すればよい。
テーパー部材7は、そのテーパー部材7に設けた雌ねじ6にロッド部3の雄ねじ9が螺合することで当該ロッド部3を接続するものであってもよく、テーパー部材7とロッド部3とを一体成形して当該ロッド部3を接続するものなどであってもよい。テーパー部材7の傾斜面11と当接部12の内面14とは、それぞれ若干湾曲していてもよい。
また、各当接部12の先端側に凹部16をそれぞれ形成していて、それらの凹部16に架橋部13の各接続部13bの自由端側をそれぞれ嵌合させて、各接続部13bに各当接部12の先端をそれぞれ固定しており、その嵌合状態で、架橋部13の接続部13bの自由端側が凹部16内にそれぞれ収まっているものとすることができる。ここでは、凹部16を当接部12の外周面15側に形成している場合と、凹部16を当接部12の内面14側に形成している場合とが含まれる。
本発明のアンカーボルトの製造方法は、架橋部13の本体部13aに加工される本体部位19aと、本体部位19aの縁から外方へ延びるように連設していて接続部13bに加工される複数の接続部位19bとからなるブランク材19を、平板状の母材から打ち抜き加工する打ち抜き工程と、ブランク材19の各接続部位19bの自由端側を当接部12の先端側に形成している凹部16にそれぞれ嵌合させて固定する固定工程と、ブランク材19の各接続部位19bの基端側を折り曲げて、各接続部位19bを傾斜状の直立姿勢に加工する曲げ工程とによって、アンカーボルトの拡開部材8を作製することを特徴とする。
ここでは、前記固定工程を前記曲げ工程の前に行なう場合と、前記固定工程の前に前記曲げ工程を行なう場合とが含まれる。ブランク材19の接続部位19bの自由端側を当接部12の凹部16に固定する手段には、リベットやビスや当接部12の凹部16に設けたカシメピンなどの固定用の部材を使って固定する場合や、固定用の部材を使わずにスポット溶接などで固定する場合などが含まれる。
本発明にかかるアンカーボルトは、孔2へ差し込んだ際に架橋部13の弾性復元力で当接部12の自由端側が孔2の内周面4に押し当たるので、テーパー部材7を孔2の開口側(アンカーボルトの基端側)へ移動させたときには、当接部12の自由端側が孔2の内周面4に引っ掛かって、孔2の開口側への拡開部材8(当接部12)の移動が抑えられる。
それにより、テーパー部材7の孔2の開口側への移動に連れ立って拡開部材8(当接部12)が孔2の開口側へ移動することを確実に防止することができ、テーパー部材7の傾斜面11を当接部12の内面14に確実に面圧接させて(すなわち面接触した状態で押し付ける。)、その傾斜面11によって当接部12を孔2の内周面4側へ確実に押すことができる。その結果、当接部12の外周面15が孔2の内周面4に面接触状態で押し当たり、当接部12の外周面15と孔2の内周面4との面の摩擦によってアンカーボルトが孔2にしっかりと固定される。
前記当接部12の自由端側を孔2の内周面4に押し当てた状態を維持するうえでは、当接部12自体はほとんど変形しないことが望ましい。それに対して、本発明では、前記架橋部13と前記当接部12とを別々の部材で構成しているので、前記架橋部13を弾性部材で形成し、前記当接部12を変形困難な素材で形成することができる。それによって前記当接部12の自由端側を孔2の内周面4に押し当てた状態を確実に維持することができる。
各当接部12の先端側の凹部16に架橋部13の各接続部13bの自由端側をそれぞれ嵌合させた状態で、架橋部13の各接続部13bの自由端側がそれぞれ凹部16内に収まっていると、接続部13bが当接部12の外方へ突出することが抑えられる。それによって、前記当接部12の凹部16を当該当接部12の外周面15側に形成している場合には、前記接続部13bの自由端側が孔2の内周面4に接触して、当接部12の外周面15が孔2の内周面4に接触し難くなることを抑え、また前記凹部16を当該当接部12の内面14側に形成している場合には、前記接続部13bの自由端側がテーパー部材7の傾斜面11に接触して、当接部12の内面14がテーパー部材7の傾斜面11に接触し難くなることを抑えることができる。
ブランク材19は、その本体部位19aに対して各接続部位19bを傾斜状の直立姿勢に折り曲げるので、その傾斜状に折り曲げる分だけ、折り曲げ加工時にスプリングバックが起こり難く、従ってスプリングバック対策の省略を行なうことができる。
本発明に係るアンカーボルトを示す斜視図である。 本発明のアンカーボルトの先端部を示す縦断面図である。 本発明のアンカーボルトに係るブランク材を示す平面図である。 本発明のアンカーボルトに係る拡開部材の製造手順の一実施例を説明するための側面図である。 本発明のアンカーボルトに係る拡開部材の製造手順の他の実施例を説明するための側面図である。 本発明のアンカーボルトを孔に装着する手順を説明するための縦断面図である。 本発明のアンカーボルトを孔に装着する手順を説明するための縦断面図である。
本発明に係るアンカーボルトの一実施例を図1ないし図7に基づいて説明する。本発明のアンカーボルトは、例えばコンクリート製の天井の壁面1(図6)に空けた(設けた)孔2へ差し込んで固定(保持)するようになっている(図7の状態)。
そのアンカーボルトは、図1および図2に示すように、円柱形状のロッド部3の先端(図1では左端)に、当該アンカーボルトを前記孔2の円柱面形状の内周面4(図6)に固定するための拡開機構5を配置している。
前記拡開機構5には、中心軸に沿って雌ねじ6を貫通状に形成しているテーパー部材7と、そのテーパー部材7に外嵌している拡開部材8とを有しており、前記テーパー部材7の雌ねじ6に前記ロッド部3の外周面に形成している雄ねじ9が螺着する。
テーパー部材7の外周面は、円柱面形状になっており、そのテーパー部材7の外周面の四方に平面形状の傾斜面11をそれぞれ形成している。その四面の傾斜面11は、テーパー部材7の周方向に等間隔で形成している。テーパー部材7の各傾斜面11は、アンカーボルトの基端側(図2では下側)に向かうに従って当該テーパー部材7の中心軸に近づくように傾斜している。なお、テーパー部材7の傾斜面11は、テーパー部材7の先端(図2では上端)や基端(図2では下端)までは形成しなくてもよい。
前記拡開部材8は、テーパー部材7の各傾斜面11に対面する傾斜面状(平面形状)の内面14をそれぞれ形成している四個の当接部12と、それらの当接部12に繋がる架橋部13とを有している。詳しくは、当接部12の内面14は、テーパー部材7の傾斜面11に面接触している状態(図7の状態)で、アンカーボルトの基端側(図7では下側)に向かうに従ってテーパー部材7の中心軸に近づくように傾斜している。
その拡開部材8の各当接部12の内面14の傾斜角度は、前記テーパー部材7の各傾斜面11の傾斜角度にほぼ等しくなっている。また、拡開部材8の各当接部12の外周面15は、前記孔2の内周面4と同様に円柱面形状に形成しており、当接部12の内面14がテーパー部材7の傾斜面11に面接触している状態で、当接部12の外周面15が前記孔2の内周面4に面接触可能になっている。当接部12の内面14は、当接部12の先端(図2では上端)や基端(図2では下端)までは傾斜状に形成しなくてもよい。
前記架橋部13は、拡開機構5(アンカーボルト)の先端側(図2では上側)に位置している平板状の本体部13aと、その本体部13aに連設していて各当接部12の先端をそれぞれ固定している四個の平板状の接続部13bとで形成している。架橋部13の各接続部13bは、図2に示すように、本体部13aの縁から当接部12の基端側へ延びていて、当接部12を前記孔2へ差し込む前の自由状態で各当接部12が当該当接部12の自由端側(図2では下側)に向かうに従ってテーパー部材7から離れるように、本体部13aに対して傾斜状に形成している。
拡開部材8の各当接部12の先端であって、その当接部12の外周面15側には、架橋部13の接続部13bの自由端側が嵌合する凹部16を形成していて、その嵌合状態で前記接続部13bの自由端側に当接部12の先端側が固定される。その嵌合状態では、接続部13bの自由端側が当接部12の外周面15よりも外方へほとんど突出しないようになっている(図2参照)。それにより、前記接続部13bの自由端側が孔2の内周面4に接触して当接部12の外周面15が孔2の内周面4に接触し難くなることを防いでいる。前記ロッド部3には、不図示の設備機器や配管などが取り付けられる。ロッド部3は、ステンレススチールなどで形成してある。
前記架橋部13は、弾性変形可能な素材で形成しており、アンカーボルトの先端側を上にした直立姿勢(図2の姿勢)で、当接部12の重量ではテーパー部材7側へほとんど寄らないだけの曲げに対する強さを有している。
それにより、アンカーボルトを、その先端側から前記孔2へ差し込んだ際には、拡開部材8の架橋部13が弾性変形して、各当接部12の自由端側がテーパー部材7側へ寄った状態でアンカーボルトが前記孔2内へ入り込み、その際の弾性復元力で各当接部12の自由端側が前記孔2の内周面4に押し当たる(図6の状態)。前記架橋部13はステンレススチールなどで形成している。前記当接部12はアルミニウム合金などで形成している。
前記拡開部材8の各当接部12の外周面15の下部(基端側)には、複数本(本実施例では三本)の溝17を当該当接部12の長さ方向(図2では上下方向)に等間隔で並べて形成しており、その溝17は、各当接部12の外周面15の周方向へ延びている(図1参照)。前述のようにアンカーボルトを孔2へ差し込んだ際には、当接部12の自由端のみならず、溝17の縁も孔2の内周面4に引っ掛かることが可能になる。
なお、前記溝17は、当接部12の外周面15に対して上下方向に斜めに傾斜していてもよく、溝17に代えて、または溝17と共に、当接部12の外周面15に凸状部(図示せず)を設けてもよい。
次に、前記拡開部材8の製造方法の一実施例を図3および図4に基づいて説明する。まず、平板状の母材(図示せず)から図3に示すブランク材(平板部材)19を打ち抜き加工する(打ち抜き工程)。そのブランク材19は、架橋部13の本体部13aに加工される本体部位19aと、その本体部位19aの四方の縁から外方へ延びるように連設していて前記接続部13bに加工される四個の接続部位19bとからなる。前記打ち抜き加工の際には、各接続部位19bの先端側に孔21(図3)を併せて抜き打ち加工する。また、前記当接部12は、ダイカスト法(金型鋳造法)などによって図1および図2に示す形状に予め作製している。
次いで、ブランク材19の各接続部位19bの自由端側を前記各当接部12の先端側の凹部16にそれぞれ嵌合させて(図4の(a)参照)、当接部12の凹部16に立設しているカシメピン22をブランク材19の各接続部位19bの自由端側に形成している孔21に通してかしめる。それにより、ブランク材19の各接続部位19bの自由端側が各当接部12の凹部16内にそれぞれ収められた状態で固定される(固定工程:図4の(b)の状態)。
続いて、曲げ型(図示せず)を用いて、ブランク材19の各接続部位19bの基端側(本体部位19a側)を折り曲げて、各接続部位19bを傾斜状の直立姿勢(図4では本体部位19aに対して下向きの直立姿勢になる)に加工する(曲げ工程:図4の(c)参照)。それによって拡開部材8の作製が完了する。その拡開部材8をテーパー部材7に外嵌し、またテーパー部材7の雌ねじ6にロッド部3を螺着することで、図1に示すアンカーボルトの作製が完了する。
なお、図5に示すように、ブランク材19の各接続部位19bの基端側(本体部13a側)を折り曲げて、各接続部位19bを傾斜状の直立姿勢に加工(曲げ工程)したのち、その加工後の架橋部13の接続部13bの自由端側を各当接部12の凹部16にそれぞれ嵌合させて固定(固定工程)してもよい。図4と図5とにおいては、図を見やすくするために当接部12および接続部13bを二個のみ記載している。
また、例えばスポット溶接によって架橋部13の接続部13bと当接部12とを接続する場合には、前記ブランク材19の各接続部位19bの孔21および前記当接部12のカシメピン22を省略することができる。また、前記ブランク材19を金型鋳造型(図示せず)にセットしたのちに、その金型鋳造型に、当接部12を構成する金属を溶融して注入することで、ブランク材19と当接部12とを一体化してもよい。それによれば、当接部12の製造(鋳造)と、架橋部13に当接部12を固定する作業とを同時に行なえるので、その分だけ製造効率の向上を図ることができる。
次に、前記アンカーボルトの施工手順の一例について説明する。例えば、作業者が先端側を上にした状態でロッド部3を手で持って、アンカーボルトを孔2に差し込み(図6参照)、拡開機構5の架橋部13の本体部13aが孔2の上面24に当接するまで当該アンカーボルトを差し込む(図7参照)。
次いで、ロッド部3を孔2(アンカーボルト)の基端側(開口側:図6では下側)へ引っ張ることで、そのロッド部3および拡開機構5のテーパー部材7が孔2の基端側へ下降(移動)する。その際、拡開機構5の架橋部13は前記弾性変形した状態で孔2内へ入り込んでおり、その弾性復元力で各当接部12の自由端側(当接部12の自由端や溝17の縁)が孔2の内周面4に押し当たっており(引っ掛かっており)、それによって各当接部12(拡開部材8)の下方への移動が規制される。
その結果、テーパー部材7の下降に拡開部材8(当接部12)が連れ立って下降することが抑えられて、テーパー部材7の各傾斜面11が各当接部12の内面14に的確に面圧接し(すなわち面接触した状態で押し付けられる。)、前記各傾斜面11によって各当接部12を孔2の内周面4側へ確実に押すことができる。
それにより、各当接部12の外周面15が、孔2の内周面4に面接触状態で押し付けられ、各当接部12の外周面15と孔2の内周面4との面どうしの摩擦によってアンカーボルトが孔2に固定(仮固定)される。次いで、例えばロッド部3を回転させて、ねじ作用でテーパー部材7をアンカーボルトの基端側へ移動させると、テーパー部材7の各傾斜面11によって各当接部12の内面14が孔2の内周面4側へ面圧接状態で更に押され、各当接部12の外周面15が孔2の内周面4に強く押し付けられ、アンカーボルトが孔2によりしっかりと固定される。
そのアンカーボルトのロッド部3の雄ねじ9に、不図示の設備機器や配管などを固定するためのブラケット25(図7)を装着し、そのブラケット25の下側にナット26(図7)を螺着(装着)する。そして、レンチ(スパナ)などの工具でナット26を締め付けて、ブラケット25をアンカーボルトに取り付ける。
なお、ナット26を締め付けた際には、ロッド部3が更に下方へ引っ張られ、そのロッド部3および拡開機構5のテーパー部材7が孔2の基端側へ更に下降する。それにより、テーパー部材7の各傾斜面11によって各当接部12の内面14が孔2の内周面4側へ面圧接状態で更に押され、各当接部12の外周面15が孔2の内周面4に強く押し付けられ、アンカーボルトが孔2によりしっかりと固定される。また、ブラケット25に代えて座金(不図示)をナット26の上側に装着してもよい。
その孔2に固定されたアンカーボルトのロッド部3が、前記設備機器などの重量(外力)によって下方に引っ張られても、それに伴ってテーパー部材7が各当接部12の内面14を強く押すので、各当接部12の外周面15が孔2の内周面4に強く押し付けられる。それによって、アンカーボルトが孔2から抜け出ることを確実に防止することができる。
前記実施例では、拡開機構5に拡開部材8の当接部12をそれぞれ四個配置したが、例えば二個の当接部12のみを配置したものであってもよい。この場合、テーパー部材7には、傾斜面11を二面だけ形成することになる。また、当接部12を、テーパー部材7の周方向へ三個配置するものであってもよい。この場合、テーパー部材7には、三面の傾斜面11を形成することになる。
このように、拡開部材8の架橋部13と当接部12とを別々の部材で構成しているので、容易に弾性変形させることができる弾性体で架橋部13を形成するとともに、変形困難な素材で当接部12を形成することができる。従って、アンカーボルトを孔2へ差し込んだ際に架橋部13が弾性変形して、アンカーボルトを孔2内へ容易に入り込ませることができるうえ、当接部12が変形困難であるので、当接部12の自由端側が孔2の内周面4に押し当たった際に当接部12が撓んで当接部12の孔2の内周面4への引っ掛かりが不十分になることが抑えられる。
1 壁面
2 孔
3 ロッド部
4 孔の内周面
5 拡開機構
6 テーパー部材の雌ねじ
7 テーパー部材
8 拡開部材
9 ロッド部の雄ねじ
11 テーパー部材の傾斜面
12 当接部
13 架橋部
13a 架橋部の本体部
13b 架橋部の接続部
14 当接部の内面
15 当接部の外周面
16 凹部
19 ブランク材
19a 本体部位
19b 接続部位

Claims (3)

  1. 壁面(1)に設けた孔(2)に差し込んで固定するアンカーボルトであって、
    外周面に複数の平面形状の傾斜面(11)を形成しているテーパー部材(7)と、そのテーパー部材(7)に外嵌している拡開部材(8)とを有しており、
    その拡開部材(8)は、前記テーパー部材(7)の傾斜面(11)に対面する傾斜面状の内面(14)を形成している複数の当接部(12)と、その各当接部(12)に繋がる架橋部(13)とを有しており、
    前記テーパー部材(7)には、外周面に雄ねじ(9)を形成しているロッド部(3)を接続しており、
    前記テーパー部材(7)の各傾斜面(11)は、前記アンカーボルトの基端側に向かうに従って当該テーパー部材(7)の中心軸に近づくように傾斜しており、
    前記テーパー部材(7)の傾斜面(11)に前記当接部(12)の内面(14)が面接触している状態で、その当接部(12)の外周面(15)が前記孔(2)の内周面(4)に面接触可能になっており、
    前記架橋部(13)は、弾性変形可能な素材で形成してあって、アンカーボルトの先端側に位置している平板状の本体部(13a)と、その本体部(13a)に連設していて前記各当接部(12)の先端をそれぞれ固定している複数の平板状の接続部(13b)とで形成しており、
    前記各接続部(13b)は、前記当接部(12)を前記孔(2)へ差し込む前の自由状態で前記各当接部(12)が当該当接部(12)の自由端側に向かうに従って前記テーパー部材(7)から離れるように、前記本体部(13a)に対して傾斜状に形成しており、
    前記架橋部(13)は、前記アンカーボルトが前記孔(2)へ差し込まれた際には弾性変形して、前記各当接部(12)の自由端側が前記テーパー部材(7)側へ寄った状態で前記アンカーボルトが前記孔(2)内へ入り込み、その際の弾性復元力で前記各当接部(12)の自由端側が前記孔(2)の内周面(4)に押し当たることを特徴とするアンカーボルト。
  2. 前記各当接部(12)の先端側に凹部(16)をそれぞれ形成していて、それらの凹部(16)に前記架橋部(13)の各接続部(13b)の自由端側をそれぞれ嵌合させて固定しており、
    その嵌合状態で、前記架橋部(13)の接続部(13b)の自由端側が前記凹部(16)内に収まるようにしていることを特徴とする請求項1記載のアンカーボルト。
  3. 請求項1または2記載のアンカーボルトの製造方法であって、
    前記架橋部(13)の本体部(13a)に加工される本体部位(19a)と、その本体部位(19a)の縁から外方へ延びるように連設していて前記接続部(13b)に加工される複数の接続部位(19b)とからなるブランク材(19)を、平板状の母材から打ち抜き加工する打ち抜き工程と、
    前記ブランク材(19)の各接続部位(19b)の自由端側を前記当接部(12)の先端側に形成している凹部(16)にそれぞれ嵌合させて、前記ブランク材(19)の各接続部位(19b)の自由端側を前記各当接部(12)の凹部(16)にそれぞれ固定する固定工程と、
    前記ブランク材(19)の各接続部位(19b)の基端側を折り曲げて、前記各接続部位(19b)を傾斜状の直立姿勢に加工する曲げ工程とによって、前記拡開部材(8)を作製することを特徴とするアンカーボルトの製造方法。
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