JP2020020360A - ワンサイド締結ナットアンカー - Google Patents

Abstract

【課題】 強度を高めるとともに部品点数および加工工程を削減することのできる、ワンサイド締結ナットアンカーを提供する。【解決手段】 係止ナット４を被締結部材７の裏面７１側において自重により回動させるために、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの形状に形成されている。（ａ）他端側の矩形状内面４４ｂには、ボルト収容溝４５よりも深い重量差設定溝４６が形成されている。（ｂ）他端側の矩形状内面４４ｂには、ボルト収容溝４５よりも浅い重量差設定溝４６が形成されている。（ｃ）他端側の矩形状内面４４ｂには、溝を形成せずに矩形状平坦面４８が形成されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、被締結部材の裏面側が中空状態の下穴に対して表面側からの操作のみで締結を行うことができる、ワンサイド締結ナットアンカーに関するものである。

従来から壁の裏面側のように中空状態でかつ手が入れられない場所や部材に被締結部材を締結する場合に、表面側からの締結作業のみで締結することのできるワンサイド締結ナットアンカーが用いられている。このような、ワンサイド締結ナットアンカーに関する発明は、これまでにも本願の発明者によって提案されており、特開２００２−５４６１９号公報では、ネジ軸と、このネジ軸に取付リングを介して回転自在に取り付けられたアンカー部と、前記ネジ軸に対する平行位置から直交位置に向けて前記アンカー部を付勢する付勢部材と、前記アンカー部を前記直交位置で停止させるストッパー機構とを備えたボード用アンカーが開示されている（特許文献１）。

また、上記ボード用アンカーにおいてアンカー部に取付リングを組み付ける方法は、図１０に示すように、まず取付リングをくの字に折り曲げ、アンカー部に形成された嵌合孔に嵌入可能な位置に合わせて、折り曲げた前記取付リングを再び真っ直ぐに折り戻し、最後に取付リングとアンカー部に連続した雌ネジ孔が形成されるように一緒に雌ネジをタップ加工して完成させていた。よって、取付リングは螺進可能な雌ネジ孔を形成しうる肉厚である必要があり、一度折り曲げてから組み付けるという手間がかかっていた。また、アンカー部の雌ネジ孔と取付リングの雌ネジ孔とのネジピッチを一致させるため、組み付け後にタップ加工を施していた。さらに、メッキ等の表面処理は、タップ加工後に行われていた。また、アンカー部には、雌ネジ孔を形成する下穴の形成にバーリング加工を施していた。

特開２００２−５４６１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、締結時に過大な締め付け力をかけてしまうとアンカー部が変形する場合があるため、前記アンカー部を強化したいというニーズがあった。また、部品管理を容易にし、製造コストを低減するために部品点数を少しでも削減したいという要望もあった。さらに、上述したとおり手間のかかる加工工程があるため、当該加工工程を削減ないし簡略化して製造コストを低減すべき課題もあった。

本発明は、以上のような要望および課題を解決するためになされたものであって、強度を高めるとともに部品点数および加工工程を削減することのできる、ワンサイド締結ナットアンカーを提供することを目的としている。

本発明に係るワンサイド締結ナットアンカーは、係止ナットの強度を高めるとともに部品点数および加工工程を削減するという課題を解決するために、被締結部材に設けられた下穴に挿入される締結ボルトと、この締結ボルトに螺進可能なリング状の取付リングと、この取付リングを介して前記締結ボルトの軸線方向に対して平行状態から直交状態まで回動自在に支持されており、前記直交状態のときに前記取付リングに連続する雌ネジ孔を備え、前記平行状態で前記下穴に挿入された後に前記被締結部材の裏面側で直交状態まで回動して前記裏面に係止しうる係止ナットとを有するワンサイド締結ナットアンカーであって、前記係止ナットが半円柱状に形成されているとともに、前記雌ネジ孔がその長手方向の中央位置を貫通するように形成されており、その雌ネジ孔を境として一端側の矩形状内面には、前記係止ナットが前記平行状態となったときに前記締結ボルトを収容可能なボルト収容溝が形成されているとともに、他端側の矩形状内面には、前記係止ナットを前記被締結部材の裏面側において自重により回動させるために、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの形状に形成されている、前記ワンサイド締結ナットアンカー；
（ａ）他端側の矩形状内面には、ボルト収容溝よりも深い重量差設定溝が形成されている。
（ｂ）他端側の矩形状内面には、ボルト収容溝よりも浅い重量差設定溝が形成されている。
（ｃ）他端側の矩形状内面には、溝を形成せずに矩形状平坦面が形成されている。

また、本発明の一態様として、螺進時の取付リングの空転を防止するという課題を解決するために、前記取付リングは、前記締結ボルトの外径より大きな内径に形成されており、その内周面からリング中心に向けて少なくとも一対の空転防止凸片が突出形成されており、各空転防止凸片は前記締結ボルトの軸線方向において互いに逆方向に屈曲されて当該締結ボルトに螺進可能に構成されていてもよい。

さらに、本発明の一態様として、各空転防止凸片による締結ボルトへの係止力を高めるという課題を解決するために、前記各空転防止凸片は、その屈曲角度が前記締結ボルトのネジ山の角度より小さい角度となるように屈曲されていてもよい。

また、本発明の一態様として、締結時の係止ナットの共回りを防止するという課題を解決するために、前記取付リングには、その外周面に前記係止ナットを回動自在に支持するための一対のナット支持突起が形成されているとともに、前記係止ナットには、前記雌ネジ孔の近傍に前記ナット支持突起を嵌入させるための嵌入孔を備えた一対のリング取付片が設けられており、前記リング取付片は、前記係止ナットを被締結部材の裏面に当接させた際に前記被締結部材の下穴の内周面に係止する大きさに形成されていてもよい。

本発明によれば、強度を高めるとともに部品点数および加工工程を削減することができる。

本発明に係るワンサイド締結ナットアンカーの一実施形態を示す正面図である。 本実施形態における係止ナットおよび取付リングを示す（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）左側面図、（ｄ）右側面図および（ｅ）斜視図である。 本実施形態における取付リングを示す（ａ）側面図および（ｂ）平面図である 本実施形態における空転防止凸片と締結ボルトのネジ山との係止状態を示す拡大断面図である。 本実施形態における係止ナットに取付リングを組み付ける組付方法を示す図である。 本実施形態におけるリング取付片の寸法と被締結部材の下穴の内径との関係を示す平面図および一部拡大図である。 本実施形態のワンサイド締結ナットアンカーを用いた締結作業手順を示す図である。 他の実施形態における係止ナットおよび取付リングを示す斜視図である。 他の実施形態のワンサイド締結ナットアンカーを用いた締結作業手順を示す図である。 従来のワンサイド締結ナットアンカーにおける（ａ）取付リングの折り曲げ工程、（ｂ）係止ナットと取付リングとの組付工程および（ｃ）係止ナットおよび取付リングの雌ネジ孔形成工程を示す図である。

以下、本発明に係るワンサイド締結ナットアンカーの一実施形態について図面を用いて説明する。

本実施形態のワンサイド締結ナットアンカー１は、図１および図２に示すように、締結ボルト２と、この締結ボルト２に螺進可能なリング状の取付リング３と、この取付リング３を介して前記締結ボルト２に支持されている係止ナット４と、前記締結ボルト２と被締結部材７の下穴７１との隙間に嵌め入れられるブッシュ５と、前記係止ナット４とともに前記被締結部材７を挟持するナット６とを有する。以下、各構成について説明する。

締結ボルト２は、被締結部材７に設けられた下穴７１に挿入可能な外径寸法を有するボルトであって、本実施形態では、全外周面にネジ山２１が形成されている、いわゆる寸切ボルトからなる。

取付リング３は、締結ボルト２に螺進可能であるとともに係止ナット４を回転自在に支持するためのものであり、リング状に形成されている。本実施形態における取付リング３は、図３に示すように、締結ボルト２の外径より大きな内径に形成されており、その内周面からリング中心に向けて少なくとも一対の空転防止凸片３１，３１が突出形成されている。また、その外周面には、前記係止ナット４を回動自在に支持するための一対のナット支持突起３２，３２が形成されている。

一対の空転防止凸片３１，３１は、締結ボルト２のネジ山２１に係止しうるようにするとともに係止ナット４の雌ネジ孔４１とネジピッチを一致させるため、本実施形態では、螺進可能な大きさに形成し、前記締結ボルト２の軸線方向において互いに逆方向に屈曲されている。また、前記締結ボルト２との係止力を高めてより空転し難くするため、図４に示すように、各空転防止凸片３１の屈曲角度αが、前記締結ボルト２のネジ山２１の角度βより小さい角度となるように屈曲されている。ここで、各空転防止凸片３１の屈曲角度αとは、取付リング３の上面または下面から延長される延長線に対して空転防止凸片３１がなす角度である。また、ネジ山２１の角度βとは、締結ボルト２の軸線に直交する線に対してネジ山２１がなす角度である。

ナット支持突起３２は、後述する係止ナット４に設けられたリング取付片４２の嵌入孔４３に嵌め入れられて係止ナット４を回動自在に支持するものであり、本実施形態では、図３に示すように、リングの外縁から略矩形状に延出されて形成されている。

本実施形態における取付リング３は、バネ性を有する薄板材によって形成されており、図５に示すように、後述する係止ナット４に設けられたリング取付片４２の嵌入孔４３に、弾性変形させることで嵌め入れられるようになっている。よって、本実施形態では、係止ナット４に取付リング３を取り付ける際、取付リング３を予め曲げ加工する工程を削減すことができる。また、取付リング３には予め締結ボルト２に螺進可能とするための空転防止凸片３１が形成されているため、係止ナット４に組み付け後に雌ネジ孔をタップ加工する工程も削減することができる。さらに、係止ナットへの組み付け前にメッキ等の表面処理を施すこともできる。

係止ナット４は、締結ボルト２の軸線方向に対して平行状態で被締結部材７の下穴７１に挿入されるとともに、その後に前記被締結部材７の裏面７２側で直交状態まで回動して前記裏面７２に係止するものであり、本実施形態では、下穴７１に挿入可能な形状の中でその肉厚を最も厚くすることのできる半円柱状に形成されている。この係止ナット４の長手方向の略中央位置には、当該係止ナット４を貫通するように雌ネジ孔４１が形成されている。前記雌ネジ孔４１を取付リング３の組み付け前に形成することで事前に表面処理を施すことができる。また雌ネジ孔４１の近傍には、取付リング３のナット支持突起３２を嵌入させる嵌入孔４３を備えた一対のリング取付片４２，４２が設けられている。さらに、図２に示すように、前記雌ネジ孔４１を境として一端側の矩形状内面４４ａにはボルト収容溝４５が形成されているとともに、他端側の矩形状内面４４ｂには重量差設定溝４６が形成されている。

リング取付片４２は、取付リング３を支持するためのものであり、雌ネジ孔４１を中央位置に配置するように一対に立設されているとともに前記取付リング３のナット支持突起３２を嵌入させるための嵌入孔４３を備えている。嵌入孔４３は、図２（ａ）に示すように、係止ナット４を締結ボルト２の軸線方向に対して平行状態および直交状態で係止する係止部４７を備えている。

またリング取付片４２は、前記係止ナット４を被締結部材７の裏面７２に当接させた際に前記被締結部材７の下穴７１の内周面に係止する大きさに形成されている。具体的には、図６に示すように、一対のリング取付片４２の長手方向の４つの端部を通る円が、拡大図における斜線部分で表されるように、被締結部材７の下穴７１の内径（点線で表示）より僅かに大きくなる寸法で各リング取付片４２，４２が形成されている。本実施形態では、図６の拡大図に示すように、リング取付片４２の各端部が前記下穴７１の内周面に対して係止し易いように鋸刃状に形成されている。

ボルト収容溝４５は、係止ナット４が締結ボルト２の軸線方向に対して平行状態となったときに前記締結ボルト２を収容する溝であり、図２に示すように、雌ネジ孔４１を境として一端側の矩形状内面４４ａにその長手方向に沿った半円状の溝として形成されている。

重量差設定溝４６は、係止ナット４を前記被締結部材７の裏面７２側において自重により回動させるために、他端側の矩形状内面４４ｂに形成された溝である。つまり、他端側の矩形状内面４４ｂには、係止ナット４を自重により回動させるためには、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの形状に形成されている。
（ａ）他端側の矩形状内面４４ｂには、ボルト収容溝４５よりも深い重量差設定溝４６が形成されている。
（ｂ）他端側の矩形状内面４４ｂには、ボルト収容溝４５よりも浅い重量差設定溝４６が形成されている。
（ｃ）他端側の矩形状内面４４ｂには、溝を形成せずに矩形状平坦面４８が形成されている。

つまり、本実施形態における係止ナット４に係る形状（ａ）では、図２に示すように、他端側の矩形状内面４４ｂにボルト収容溝４５よりも深い重量差設定溝４６を形成することで、ボルト収容溝４５の形成された一端側より他端側が軽くなるように構成している。これにより、図７に示すように、係止ナット４はボルト収容溝４５側が重量差設定溝４６側よりも重いので被締結部材７の裏面７２側において自重により回動する。

また、形状（ｃ）では、図８に示すように、他端側の矩形状内面４４ｂには、溝を形成せずに矩形状平坦面４８を形成する。つまり、他端側の矩形状内面４４ｂに重量差設定溝４６を形成しないことでボルト収容溝４５の形成された一端側より他端側が重くなるように構成している。これにより、図９に示すように、係止ナット４は締結ボルト２の上方位置から被締結部材７の裏面７２側において自重により回動する。

さらに、形状（ｂ）は、図示しないが、他端側の矩形状内面４４ｂにボルト収容溝４５よりも浅い重量差設定溝４６を形成したものであり、形状（ｃ）と同様にボルト収容溝４５の形成された一端側より他端側が重くなるため、図９に示すように、係止ナット４は被締結部材７の裏面７２側において自重により回動する。

このように本実施形態における係止ナット４では、被締結部材７の裏面７２側において自重により回動するため、回動用の付勢部材が不要になる。なお、前述した重量差設定溝４６は、半円状の溝を例示しているが、この形状に限るものではなく、ボルト収容溝４５との関係で重量差が設定できれば矩形状の溝や筋状の溝など適宜選択してよい。

ブッシュ５は、締結ボルト２と被締結部材７の下穴７１との隙間に嵌め入れられるものであり、本実施形態では、管状に形成されている。本実施形態の下穴７１は、係止ナット４を締結ボルト２に対し平行状態に回動させた状態で挿入させるため、その内径を前記締結ボルト２の外径に比べて大きく形成する必要があり、締結時に締結ボルト２と下穴７１との間に隙間が形成される。ブッシュ５はその隙間に嵌め入れられることで、締結ボルト２を下穴７１の中心に配置し非接触状態で締結できるようになっている。

ナット６は、図７および図９に示すように、係止ナット４とともに被締結部材７を挟持するものであり、本実施形態では、座金組み込みナットからなる。

なお、ナット６や締結ボルト２の形状は特に限定されるものではなく、例えば、寸切りボルトの端部が露出しないようにナット６にキャップナットを用いてもよい。また、ナット６を用いずに締結ボルト２として六角ボルト、鍋頭ボルトまたは皿頭ボルト等を用いてもよい。さらに、締結ボルト２の寸切ボルトとして先端側と後端側とで外径やネジ形状の異なる異径の全ねじボルトを用いてもよい。

次に、本実施形態のワンサイド締結ナットアンカー１における各構成の作用について説明する。

まず、係止ナット４を締結ボルト２の軸方向に対して平行状態になるように回転させる。本実施形態では、図７（ａ）に示すように、係止ナット４を締結ボルト２の下方側に回転させる。このとき締結ボルト２がボルト収容溝４５に収容されるため係止ナット４を締結ボルト２の軸方向に対して平行状態にすることができる。そして、係止ナット４を平行にした状態で被締結部材７に設けられた下穴７１に挿入される。

被締結部材７の裏面７２側に突き抜けた後の係止ナット４はボルト収容溝４５が形成された一端側より他端側が重いため、図７（ｂ）に示すように、自重によって締結ボルト２の軸線方向に対して直交状態になるように自動的に回動する。そして締結ボルト２を下穴７１の中心位置に配置させるためのブッシュ５を前記下穴７１に嵌入する。

なお、図８および図９に示すように、係止ナット４の形状が形状（ｂ）や形状（ｃ）のように、雌ネジ孔４１を境としてボルト収容溝４５が形成された一端側が重い場合は、係止ナット４を締結ボルト２の上方側に回転させて、締結ボルト２の軸方向に対して平行状態にさせる。そして被締結部材７の下穴７１に挿入し、裏面７２側に突き抜けた後、係止ナット４はボルト収容溝４５が形成された一端側とは逆の他端側の方が重いため、自重によって締結ボルト２の軸線方向に対して直交状態まで自動的に回動する。

つぎに、締結ボルト２の軸線方向に対して直交状態になるまで回動した係止ナット４の雌ネジ孔４１は、取付リング３と前記締結ボルト２に対して螺進可能に連続する。この状態で締結ボルト２を回転させることで係止ナット４は、取付リング３が締結ボルト２のネジ山２１に螺進することで前記締結ボルト２側に引き寄せられ、やがてその前記雌ネジ孔４１と螺合する。このとき取付リング３の各空転防止凸片３１が締結ボルト２のネジ山２１に係止している。特に、各空転防止凸片３１のネジ山２１に対する角度を小さくしたことでその係止力を高めているため、前記取付リング３が締結ボルト２に対して空転して螺進できなくなるのを効果的に防止することができる。

締結ボルト２に対して所定位置まで係止ナット４を螺進させた後は、図７（ｃ）に示すように、表面７３側のナット６を回転させて締結を完了させる。このとき鋸刃状に形成されたリング取付片４２の端部が被締結部材７の下穴７１の内周面に食い込むように係止するため締結作業中におけるナット６と係止ナット４との共回りが防止される。

締結状態においては、本実施形態における係止ナット４は従来製品よりも肉厚に形成されているため、強度が高くなっており締結力による変形を抑制することができる。また、被締結部材７の裏面７２との接触面積も大きくなるため、被締結部材７が石膏ボードなどの柔らかい部材であっても、係止ナット４が食い込むことがない。特に、係止ナット４の形状が上記形状（ｃ）のように他端側の矩形状内面４４ｂが矩形状平坦面４８に構成されている場合は、裏面７２に接する面積をより大きくすることができる。

以上のような本実施形態のワンサイド締結ナットアンカー１によれば、以下の効果を奏することができる。
１．係止ナット４を肉厚が厚い半円柱状に形成したため強度を高めることができる。
２．係止ナット４は被締結部材７の裏面７２側において自重によって回動するため付勢部材が不要となり部品点数を減らすことができる。
３．取付リング３に締結ボルト２に螺進可能とするための空転防止凸片３１を係止ナット４への組み付け前に予め形成されているため、組み付け後の雌ネジ孔を形成するタップ加工工程を削減することができる。
４．係止ナット４が肉厚であるため雌ネジ孔４１を形成するに当たりバーリング加工が不要になる。
５．空転防止凸片３１によって螺進可能となるため取付リング３がバネ性を有する薄板材で形成可能となり、係止ナット４への組み付け時には予め折り曲げる工程を削減することができる。
６．空転防止凸片３１が締結ボルト２のネジ山２１に確実に係止するため螺進時の空転を防止することができる。
７．リング取付片４２が被締結部材７の下穴７１の内周面に食い込むように係止するため、表面７３側のナット６の締結作業中に裏面７２側の係止ナット４が共回りするのを防止することができる。

なお、本発明に係るワンサイド締結ナットアンカーは、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

１ ワンサイド締結ナットアンカー
２ 締結ボルト
３ 取付リング
４ 係止ナット
５ ブッシュ
６ ナット
７ 被締結部材
２１ ネジ山
３１ 空転防止凸片
３２ ナット支持突起
４１ 雌ネジ孔
４２ リング取付片
４３ 嵌入孔
４４ａ 一端側の矩形状内面
４４ｂ 他端側の矩形状内面
４５ ボルト収容溝
４６ 重量差設定溝
４７ 係止部
４８ 矩形状平坦面
７１ 下穴
７２ 裏面
７３ 表面

Claims (4)

1. 被締結部材に設けられた下穴に挿入される締結ボルトと、
   この締結ボルトに螺進可能なリング状の取付リングと、
   この取付リングを介して前記締結ボルトの軸線方向に対して平行状態から直交状態まで回動自在に支持されており、前記直交状態のときに前記取付リングに連続する雌ネジ孔を備え、前記平行状態で前記下穴に挿入された後に前記被締結部材の裏面側で直交状態まで回動して前記裏面に係止しうる係止ナットと
   を有するワンサイド締結ナットアンカーであって、
   前記係止ナットが半円柱状に形成されているとともに、前記雌ネジ孔がその長手方向の中央位置を貫通するように形成されており、その雌ネジ孔を境として一端側の矩形状内面には、前記係止ナットが前記平行状態となったときに前記締結ボルトを収容可能なボルト収容溝が形成されているとともに、他端側の矩形状内面には、前記係止ナットを前記被締結部材の裏面側において自重により回動させるために、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの形状に形成されている、前記ワンサイド締結ナットアンカー；
   （ａ）他端側の矩形状内面には、ボルト収容溝よりも深い重量差設定溝が形成されている。
   （ｂ）他端側の矩形状内面には、ボルト収容溝よりも浅い重量差設定溝が形成されている。
   （ｃ）他端側の矩形状内面には、溝を形成せずに矩形状平坦面が形成されている。
2. 前記取付リングは、前記締結ボルトの外径より大きな内径に形成されており、その内周面からリング中心に向けて少なくとも一対の空転防止凸片が突出形成されており、各空転防止凸片は前記締結ボルトの軸線方向において互いに逆方向に屈曲されて当該締結ボルトに螺進可能に構成されている、請求項１に記載のワンサイド締結ナットアンカー。
3. 前記各空転防止凸片は、その屈曲角度が前記締結ボルトのネジ山の角度より小さい角度となるように屈曲されている、請求項２に記載のワンサイド締結ナットアンカー。
4. 前記取付リングには、その外周面に前記係止ナットを回動自在に支持するための一対のナット支持突起が形成されているとともに、前記係止ナットには、前記雌ネジ孔の近傍に前記ナット支持突起を嵌入させるための嵌入孔を備えた一対のリング取付片が設けられており、
   前記リング取付片は、前記係止ナットを被締結部材の裏面に当接させた際に前記被締結部材の下穴の内周面に係止する大きさに形成されている、請求項１から請求項３のいずれかに記載のワンサイド締結ナットアンカー。

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