JP2021071147A - 拡開式アンカー - Google Patents

Abstract

【課題】施工が確実で締結強度にも優れたねじ式の拡開式アンカーを提供する。【解決手段】拡開式アンカーは、筒状のアンカー本体１とこれに前から螺合したフロント部材２と、フロント部材２に被嵌したスリーブ３とを有している。スリーブ３は前広がり拡開部３ａを備えており、アンカー本体１とフロント部材２との相対的なねじ込みにより、スリーブ３の前広がり拡開部３ａが広がって下穴１３に突っ張る（或いは食い込む）。フロント部材２に棒状レンチ１０が係合する係合穴１１を形成しているため、フロント部材２を回転不能に保持してアンカー本体１を回転操作したり、アンカー本体１を回転不能に保持してフロント部材２を回転操作したりできる。従って、施工を確実に行える。【選択図】図１

Description

本願発明は、コンクリートやレンガなどの石質系部材に各種部材を取り付けるのに好適な拡開式アンカーに関するものである。

建物やトンネルなどのコンクリート構造物に各種の部材を取り付けるための手段として、後施工方式の拡開式（或いは拡張式）アンカーが使用されている。拡開式アンカーとしては、アンカー本体の前端部に拡開部を形成して、心棒を打ち込んで拡開部を拡開して下穴に突っ張らせるタイプが最も普及している。この心棒打ち込み方式では、アンカー本体は施工部の外側に突出した露出部を有しており、露出部に雄ねじ部を形成することにより、部材をナットで固定するようになっている。

さて、心棒打ち込み方式の拡開式アンカーでは、部材を取り外してアンカーを使用しなくなると、露出部が施工面の後ろ側に突出したままになるため、露出部をサンダーなどで除去しているが、この除去作業に手間を要するという問題があった。施工に際してアンカーの位置の変更が生じた場合も、露出部の除去に多大の手間がかかっていた。更に、下穴の加工誤差によって締結力に違いが出るという点も問題であった。

他方、例えば特許文献１，２に開示されているように、アンカー本体のねじ込みによってスリーブを広げ変形させて、スリーブを下穴に突っ張らせるものがあり、このタイプでは、アンカー本体はねじ戻しによって除去できるため、取り外しを容易に行える利点がある。

このうち特許文献１では、後端部に雄ねじ部を形成した本体に、筒状の主スリーブと拡張スリーブとが後ろ側から嵌まっており、アンカー本体と拡張スリーブとはねじ合わさっている。そして、拡張スリーブは、後端に向けて開口した複数本のスリットを形成することによって後ろ広がり方式に形成されており、アンカー本体を拡張スリーブに対してねじ込んでいくと、拡張スリーブの拡開部が広がり変形して下穴に突っ張るようになっている。

他方、特許文献２でも、アンカー本体とスリーブとがねじ合わさっているが、特許文献２のスリーブ（公報の用語は固定部材）は、スリットが後ろ向きに（下穴の開口方向に向けて）開口していて拡開部は後ろ広がり方式になっており、アンカー本体をスリーブに対してねじ込むと、アンカー本体に嵌め込んだガイド筒（公報の用語はスリーブ）のガイド作用によって、スリーブの後ろ広がり拡開部が広がり変形するようになっている。

これらに類似した構造として、テーパピンを使用してスリーブを拡開する特許文献３や、コーンナットを使用してスリーブを拡開する特許文献４などもある。

特許第４８６６４８１号公報 実開平４−１１１９０８号のＣＤ−ＲＯＭ 特開２０１０−２０３０９７号公報 実開昭５８−９７３０８号のマイクロフィルム

これら各特許文献の拡開式アンカーは、アンカー本体のねじ込みによってスリーブを拡開するものであるため、心棒を打ち込んでアンカー本体の拡開部を広げ変形させる方式に比べて、締結力を一定化できる利点がある。

しかし、いずれの拡開式アンカーも単にアンカー本体を回転操作するに過ぎないため、スリーブがアンカー本体と連れ回転して相対的なねじ込みが行われずに、空回りしてスリーブの拡張を行えない事態が生じる可能性がある。特に、スリーブと下穴との間に遊びがあると、スリーブがアンカー本体と連れ回転する可能性が高くなるため、締結不能の事態に至る懸念が強くなる。

また、いずれの拡開式アンカーでも、アンカー本体は施工部の後ろ側（外側）に突出した露出部を有しており、露出部に部を形成することによって部材をナットで締結するようになっているが、スリーブは下穴に静止させた状態でアンカー本体をねじ込むものであるため、アンカー本体のねじ込みによって露出部の突出長さが短くなっていく。従って、露出部の突出量が足りなくなってしまうことも有り得ると懸念される。

本願発明は、ねじ込み式の拡開式アンカーに関し、従来の問題を改善し品質の向上を図ろうとするものである。

本願発明の拡開式アンカーは、
「施工部に空けられた下穴に挿入されるアンカー本体と、
前記アンカー本体にその前端からねじ込まれたフロント部材と、
前記フロント部材とアンカー本体とで軸方向から挟まれたスリーブとを有しており、
前記フロント部材とアンカー本体との相対的なねじ込みにより、前記スリーブが軸心と交叉した方向に広がり変形して前記下穴に突っ張る」
という基本構成になっている。

そして、請求項１の発明は、上記の基本構成において、
「前記アンカー本体に、後端から棒状レンチを挿入できる中心穴と、前記施工部の外側に突出する露出部とが形成されており、前記露出部に、レンチによる回転操作を可能にする係合ボス部が形成されている一方、
前記フロント部材には、前記アンカー本体の中心穴に挿通した棒状レンチを係合できる係合穴が形成されている」
という構成になっている。

請求項１の発明は様々に展開できる。その例として請求項２では、
「前記アンカー本体は、前端に向けて開口した雌ねじ部が形成されている一方、
前記フロント部材には、前記アンカー本体の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、前記雄ねじ部よりも前端側に位置した前広がりテーパ部と、前記アンカー本体の内部に挿入した棒状レンチを係合できる係合穴とが形成されており、
更に、前記スリーブに、前記アンカー本体とフロント部材とが相対的にねじ込まれると前記フロント部材の前広がりテーパ部の案内作用によって広がり変形する前開き状拡開部が形成されている」
という構成を採用している。

同じく請求項１の発明の展開例として、請求項３の発明では、
「前記スリーブに、後ろ側に向けて広がり変形する後ろ広がり拡開部が形成されている一方、
前記アンカー本体に、当該アンカー本体と前記フロント部材との相対的なねじ込みによって前記スリーブの後ろ広がり拡開部を広がり変形させる前窄まりテーパ部が一体的に又は別体として設けられている」
という構成を採用している。

本願発明では、アンカー本体に挿通した棒状レンチ（雄形レンチ）をフロント部材に係合できる一方、アンカー本体は、その露出部に設けた係合ボス部にスパナやメガネレンチのような非棒状レンチ（雌形レンチ）を係合できる。従って、アンカー本体を回転不能に保持してフロント部材を回転操作したり、フロント部材を回転不能に保持してアンカー本体を回転操作したりすることができる。

従って、本願発明では、アンカー本体とフロント部材との相対回転を確実に行える。その結果、フロント部材とアンカー本体とが連れ回転して固定不能になる事態は発生せず、施工を確実化できる。部材を取り外してアンカーが不要になったら、アンカー本体は逆回転させて（ねじ戻して）フロント部材から取り外しできるため、従来の打ち込み式アンカーのようにサンダーによる除去作業に比べて、作業者の負担を格段に低減できるし、火花は発生しないため安全性にも優れている。

また、本願発明では、施工に際して、アンカー本体は回転不能に保持してフロント部材を回転操作することが可能であるため、アンカー本体の露出部に必要な寸法を確保することも確実化できる。従って、部材の締結の確実性にも優れている。もとより、アンカー本体をねじ込んでスリーブを拡開する場合でも、アンカー本体をねじ込みきった状態で露出部が必要な長さを有するように全長を設定しておくことにより、部材の締結を確実化できる。

また、本願発明では、スリーブとアンカー本体とはねじ合わさっていないため、アンカー本体及びフロント部材が抜け方向に移動しようとしても、スリーブを下穴に静止させることができる。このため、スリーブの拡開部を下穴に強く突っ張らせることができる。

特に、請求項２の構成を採用すると、部材の荷重等によってアンカー本体及びフロント部材に引き抜き力が作用すると、スリーブの拡開部はフロント部材の前広がりテーパ部によって広がり変形するため、フロント部材が抜けようとすればするほどスリーブの前広がり拡開部が下穴に突っ張るくさび作用が強く発揮される。従って、締結強度を大きく向上できる。

他方、請求項３の構成では、スリーブを非常に硬い素材で構成して、スリーブの拡開部を下穴に食い込ませると、スリーブがずり下がり不能に保持される。従って、この場合も高い締結強度を確保できる。また、施工部がＡＬＣやレンガのように硬くない場合は、スリーブが一般的なアンカーと同様の鋼材で製造されていても高い締結力を保持できる。

第１実施形態を示す図であり、（Ａ）は分離側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ視図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ視図、（Ｅ）は組み込んだ状態の側面図、（Ｆ）は下穴にセットした後の側断面図、（Ｇ）は拡開部を広げた状態での側断面図である。 第１実施形態を示す図であり、（Ａ）は部材を固定した状態での側断面図、（Ｂ）はアンカー本体の撤去工程を示す側断面図、（Ｃ）はアンカー本体を引き抜いた後の状態を示す側断面図、（Ｄ）は下穴を埋めた状態の側断面図、（Ｅ）はスリーブの別例を示す図である。 第２実施形態を示す図であり、（Ａ）は一部破断側断面図、（Ｂ）は分離側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ視図、（Ｅ）は（Ｂ）のＥ−Ｅ視図、（Ｆ）は拡開工程を示す側断面図、（Ｇ）はアンカー本体を抜いた後の側断面図である。 第３実施形態を示す図で、（Ａ）は下穴にセットした状態での側断面図、（Ｂ）は拡開工程の側断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ視図、（Ｄ）は（Ｃ）の変形例を示す図、（Ｅ）は（Ａ）のＥ−Ｅ視図、（Ｆ）は（Ａ）のＦ−Ｆ視図である。

(1).第１実施形態の構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本願では、方向を特定するため前後の文言を使用するが、施工部の下穴に挿入する方向を基準にして前後を特定している。念のため、図１（Ｅ）等に方向を明示している。

まず、図１に示す第１実施形態を説明する。拡開式アンカー（以下、単に「アンカー」という）は、例えばコンクリート構造物に使用されるものであり、前後両端に開口した筒状のアンカー本体１と、アンカー本体１にその前端からねじ込まれたフロント部材（インナーボルト）２と、フロント部材２に後ろから嵌まったスリーブ３とを有している。スリーブ３の外径はアンカー本体１の外径と同径に形成されており、スリーブ３の後端にアンカー本体１の前端が当接している。

アンカー本体１には、施工部４の外側に突出する露出部となるリア雄ねじ部５が形成されており、更に、リア雄ねじ部５の後端に、アウター係合部の一例として、リア雄ねじ部５から後ろ向きに突出した六角式の係合ボス部６が一体に形成されている。また、アンカー本体１には、前向きに開口した雌ねじ部７が形成されている。

フロント部材２には、アンカー本体１の雌ねじ部７に螺合するフロント雄ねじ部２ａが形成されており、フロント雄ねじ部２ａの前端には、前向きに拡径した前広がりテーパ部２ｂが一体に形成されている。他方、スリーブ３には、フロント部材２の前広がりテーパ部２ｂと嵌まり合う前広がり拡開部３ａが形成されている。

スリーブ３の前広がり拡開部３ａには、拡開を許容するため、１本のメインスリット８と複数本の補助スリット９とが形成されている。また、前広がり拡開部３ａの内周面は、フロント部材２の前広がりテーパ部２ｂと密着するテーパ面になっている。なお、メインスリット８を形成せずに、スリーブ３の後端部を完全なリング構造に形成することも可能である。また、スリーブ３の後端面はフラットに形成しているが、前窄まりのテーパ面に形成することも可能である（この場合は、アンカー本体１の前端面も前窄まりのテーパ面に形成するのが好ましい。）。

フロント部材２におけるフロント雄ねじ部２ａの後端面には、六角レンチ等の棒状レンチ１０が係合する係合穴１１を形成している。敢えて述べるまでもないが、アンカー本体１には、フロント部材２がねじ込まれる雌ねじ部７を形成している。また、アンカー本体１には、雌ねじ部７と同心の中心穴１２が後端面に開口するように形成されている。

この実施形態では、アンカーの取り付けは、施工部４の下穴１３に、フロント部材２を前にした状態でアンカー本体１を所定深さまで挿入してから、例えば、棒状レンチ１０によってフロント部材２を回転不能に保持しつつ、アンカー本体１をスパナやメガネレンチ等の雌形レンチ１４によってねじ込み操作する、という手順で行われる。

そして、アンカー本体１の前進によってスリーブ３の前広がり拡開部３ａが広がり変形して、前広がり拡開部３ａが下穴１３に突っ張る（或いは食い込む。）。これにより、アンカー本体１は抜け不能に保持される。上記の手順とは逆に、アンカー本体１を回転不能に保持して、フロント部材２を回転操作して後退させることも可能である。部材Ｗは、リア雄ねじ部５にねじ込んだナット１６で施工部４に固定されている。

そして、部材Ｗが不要になったり、取り付け位置を変更したりする場合は、アンカー本体１を雌形レンチ１４で逆回転させて撤去する（取り外す）ことができる。この場合、フロント部材２はスリーブ３で強固に抱持されているため、通常は、フロント部材２を棒状レンチ１０によって回転不能に保持する必要はなく、単にアンカー本体１をねじ戻すだけでよいが、何らかの理由でフロント部材２がアンカー本体１と連れ回転してアンカー本体１が空回りする場合は、図２（Ｂ）に示すように、フロント部材２を棒状レンチ１０で回転不能に保持しつつ、アンカー本体１を雌形レンチ１４でねじ戻したらよい。

アンカー本体１を抜去したあとは、フロント部材２とスリーブ３とはその全体が下穴１３に隠れているため、フロント部材２やスリーブ３が邪魔になることはない。図２（Ｄ）に示すように、施工部４の下穴１３は、必要に応じて、モルタルやシール剤のような充填剤１５で埋めることができる。

図２（Ｅ）では、スリーブ３の別例を示している。この例では、スリーブ３に前広がり拡開部３ａと後ろ広がり拡開部３ｂとを形成している。この場合、両拡開部３ａ，３ｂとも補助スリット９のみで形成されており、従って、両拡開部３ａ，３ｂの間の部位は周方向に連続してリングになっている。また、この例では、後ろ広がり拡開部３ｂの軸方向長さは前広がり拡開部３ａの軸方向長さよりも短くなっている。更に、アンカー本体１４４の前端部は先窄まりのテーパ部１ａになっている。また、前向きに開口した補助スリット９と後ろ向きに開口した補助スリット９とは、周方向に位置をずらして形成している。

この例では、フロント部材２とアンカー本体１の相対動によって、スリーブ３には前後から押圧力が作用する。そして、後ろ広がり拡開部３ｂは、アンカー本体１のテーパ部１ａによって押し広げられる一方、前広がり拡開部３ａはフロント部材２の前広がりテーパ部２ｂによって押し広げられらる。従って、前後の拡開部３ａ，３ｂが広がって下穴１３に突っ張る。

そして、両拡開部３ａ，３ｂが広がることによるダブル効果により、引き抜き抵抗のアップに貢献できるといえるが、前広がり拡開部３ａが後ろ広がり拡開部３ｂよりも長いため、下穴１３に対する前広がり拡開部３ａの食い込み（或いは突っ張り）効果を十分に確保して、高い引き抜き抵抗を実現できる。

本例においても、全長にわたって延びるメインスリット８を形成することは可能である。この場合は、下穴１３に対する両拡開部３ａ，３ｂの食い込み性を向上させてアンカーの引き抜き抵抗増大に更に貢献できると思料される。

(2).第２〜３実施形態
図３に示す第２実施形態も、第１実施形態と同様に、アンカーはアンカー本体１とフロント部材２とスリーブ３とを有しているが、この実施形態では、アンカー本体１の前端にフロント雄ねじ部１７を形成しており、フロント雄ねじ部１７にスリーブ３を嵌め込んでいる一方、フロント部材２は有底筒状に形成されており、フロント部材２に、フロント雄ねじ部１７がねじ合わさる雌ねじ部１８を形成している。アンカー本体１には、フロント雄ねじ部１７の後端に連続した前窄まりテーパ面１９が形成されている。

この実施形態では、スリーブ３に、後ろ広がり拡開部３ｂが形成されている。従って、第１実施形態とはスリーブ３の広がり方向が逆になっている。また、フロント部材２の前端部には、棒状レンチ１０が係合する係合穴１１を形成している。

この図３の実施形態では、フロント部材２を棒状レンチ１０で回転不能に保持した状態で、アンカー本体１を雌形レンチ１４でねじ込むと、アンカー本体１の前窄まりテーパ面１９の案内作用により、スリーブ３の後ろ広がり拡開部３ｂが広がり変形する。そして、この実施形態では、アンカー本体１に抜け方向の荷重が作用すると、スリーブ３の後ろ広がり拡開部３ｂは広がろうとするため、引っ掛かり効果によって高い引き抜き抵抗を実現できる。

図３に示す第２実施形態では、スリーブ３をアンカー本体１によって直接押していたが、図４に示す第３実施形態では、スリーブ３に後ろ広がり拡開部３ｂを設けた場合において、フロント部材２をボルト方式に構成してその前端にフランジ２ｃを形成し、フランジ２ｃによってスリーブ３を前向き抜け不能に保持し、更に、フロント部材２のフロント雄ねじ部２ａのうちスリーブ３とアンカー本体１との間に、前窄まりテーパ部２０ａを有する筒状のくさび部材２０を嵌め入れており、くさび部材２０を介してスリーブ３を押している。従って、アンカー本体１の前端は平坦面になっている。

この実施形態では、スリーブ３は回転作用を受けないため、アンカー本体１の押圧力を後ろ広がり拡開部３ｂの広がりに効率良く変換できると解される。第３実施形態において、スリーブ３は、図４（Ｃ）に示すようにメインスリット８を有する形態にしているが、図４（Ｄ）に示すように、メインスリット８を備えずに後ろ広がり拡開部３ｂが補助スリット９のみで構成された形態であってもよい。

図３及び図４の実施形態では、下穴１３に対する後ろ広がり拡開部３ｂの食い込み性がよいほど引き抜き抵抗は高くなるため、スリーブ３は、できるだけ硬くて靱性が高い金属素材（例えば工具鋼）で製造されているのが好ましい。

本願発明は、他にも様々に具体化できる。例えば、スリーブにおけるスリットの数は任意に設定できる。

本願発明は、拡開式アンカーに具体化できる。従って、産業上利用できる。

Ｗ 部材
１ アンカー本体
２ フロント部材
２ａ フロント雄ねじ部
２ｂ 前広がりテーパ部
３ スリーブ
３ａ 前広がり拡開部
３ｂ 後ろ広がり拡開部
５ 露出部を構成するリア雄ねじ部
６ 係合ボス部
７ 雌ねじ部
８，９ スリット
１１ 係合穴
１２ 中心穴

Claims (3)

1. 施工部に空けられた下穴に挿入されるアンカー本体と、
   前記アンカー本体にその前端からねじ込まれたフロント部材と、
   前記フロント部材とアンカー本体とで軸方向から挟まれたスリーブとを有しており、
   前記フロント部材とアンカー本体との相対的なねじ込みにより、前記スリーブが軸心と交叉した方向に広がり変形して前記下穴に突っ張る構成であって、
   前記アンカー本体に、後端から棒状レンチを挿入できる中心穴と、前記施工部の外側に突出する露出部とが形成されており、前記露出部に、レンチによる回転操作を可能にする係合ボス部が形成されている一方、
   前記フロント部材には、前記アンカー本体の中心穴に挿通した棒状レンチを係合できる係合穴が形成されている、
   拡開式アンカー。
2. 前記アンカー本体は、前端に向けて開口した雌ねじ部が形成されている一方、
   前記フロント部材には、前記アンカー本体の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、前記雄ねじ部よりも前端側に位置した前広がりテーパ部と、前記アンカー本体の内部に挿入した棒状レンチを係合できる係合穴とが形成されており、
   更に、前記スリーブに、前記アンカー本体とフロント部材とが相対的にねじ込まれると前記フロント部材の前広がりテーパ部の案内作用によって広がり変形する前開き状拡開部が形成されている、
   請求項１に記載した拡開式アンカー。
3. 前記スリーブに、後ろ側に向けて広がり変形する後ろ広がり拡開部が形成されている一方、
   前記アンカー本体に、当該アンカー本体と前記フロント部材との相対的なねじ込みによって前記スリーブの後ろ広がり拡開部を広がり変形させる前窄まりテーパ部が一体的に又は別体として設けられている、
   請求項１に記載した拡開式アンカー。

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