JP3649747B2 - 硬質物質用の釘 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、コンクリート、岩石、金属等の硬質物質中に打ち込まれる釘に関し、特に、シャフトと、該シャフトが軸線方向に貫通するヘッドとを具え、ヘッドがシャフトより大径であり、シャフトがヘッドより硬質の材料からなる釘に係るものである。
【０００２】
【従来技術】
上述の構成を有する釘は、通常は火薬力作動型の打ち込み装置によりコンクリート、岩石、金属等の硬質物質中に打ち込まれる。この種の釘は、一方において対象部材をこれらの硬質物質に固定し、他方では結合素子として硬質物質に直接打ち込むことができる。対象部材の固定に使用する場合、釘にはフランジ類似のヘッドを設けるのが普通である。釘を結合素子として使用する場合、釘には、ねじ、横孔等の係合手段を設けることができる。特に、ねじを設けた釘にあっては、ボルトとしての構成も考えられる。
【０００３】
打ち込みに際して釘に及ぼされる負荷に鑑み、釘は高い機械的強度を有する必要があり、実用面では優れた耐食性も要求される。これら二つの要件は、従来の使用材料では両立しない。妥協を見いだすために、耐食性を重視したオーステナイト鋼を使用すれば、比較的低い機械的強度が製造に際しての成形性について有利に作用するが、実用的見地からは機械的強度が不十分である点で不利であることが判明した。
【０００４】
窒素を含有する既知のオーステナイト鋼は、高い機械的強度と優れた耐食性とを有しているが、変形性が不十分であるために簡単に使用することができない。したがって、このような鋼で、実用的見地から要求されるヘッド形状を形成することは不可能である。
【０００５】
例えば、米国特許第 2,353,315号明細書に開示されている特殊なヘッド形状を有する釘は、上述の鋼から形成することができない。この米国特許明細書に記載されたコストの嵩むヘッド形状については、容易に成形し得る軟質材料を使用し、該材料は、機械的強度の高くないシャフトと形状結合する。この既知の釘は、火薬力作動型の打ち込み装置を用いて硬質物質中に打ち込む釘ではないため、機械的強度の低い材料でシャフトを形成することができる。このような釘を火薬力作動型の打ち込み装置で使用することは、経済的に不可能である。火薬力作動型の打ち込み装置に用いる釘は、多くの場合、大量に使用されるため、前記米国特許明細書により既知の製造方法は不適当である。
【０００６】
【発明の開示】
本発明の課題は、シャフトおよびヘッドを具え、優れた耐食性と高い機械的強度とを有し、通例の冷間加工により経済的に製造することのできる釘を提案することにある。
【０００７】
この課題を解決するため、本発明は、軸線方向に延長されその前部領域と後部領域において同一の外径を有し硬質の材料からなるシャフトと、このシャフトが軸線方向に貫通するヘッドと、前記シャフトの後部領域の端にシャフトの外径より僅かに大きな外径に成形されたフランジとを具え、ヘッドの外径がシャフトの外径よりも大径であり且つ前記フランジよりも外側に伸びており、また前記釘において、シャフトにより案内される案内ディスクを具え、この案内ディスクの外径はヘッドの外径に略一致させ、シャフトはヘッドより硬質の材料から形成され、シャフトを構成する硬質の材料は窒素を含有するオーステナイト鋼から形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
周知のごとく、窒素を含有するオーステナイト鋼は、優れた耐食性と高い機械的強度とを有する。ヘッドとシャフトとを機能的に区分した二部品構成としての本発明による釘は、冷間加工により製造可能である。それ自体は既知の耐食性に優れた鋼、特にオーステナイトステンレス鋼から成るヘッドは、慣用方法により冷間加工で成形可能である。窒素を含有するオーステナイト鋼製のシャフトには、冷間または温間加工により、少なくとも小さなフランジが当接するため、シャフトとヘッドとの間には所要の結合強度を充たす形状結合が実現可能である。
【０００９】
火薬力作動型の打ち込み装置による打ち込みを容易とするため、シャフトにより案内ディスクを軸線方向に変位可能に支持し、該案内ディスクの外径はヘッドの外径に略々一致させるのが有利である。案内ディスクおよびヘッドの外径を略々一致させることにより、火薬力作動型の打ち込み装置内部で二点案内が実現され、その結果として所要の条件を満たす状態での釘の打ち込みが容易となる。
【００１０】
本発明による釘のヘッドは、固定すべき対象部材のストッパーおよび係合手段として機能させるため、ねじを設けた構成とするのが有利である。ねじは、ヘッドの外周に配置するのが好適である。その場合、ヘッドにはナット、ねじスリーブ等を取り付けることができる。外周にねじを設ける代わりに、ヘッドに内ねじを形成しても良い。
【００１１】
本発明による釘は、シャフトを、
Mn: 2 - 22 %
Mo: 1 - 3 %
N : 0.2 - 1.2 %
Cr: 15 - 26 %
Ni: 0 - 17 %
を含有するオーステナイト鋼により形成するのが有利である。これらの含有成分は、オーステナイト鋼の特性に好ましい影響を及ぼし、機械的強度を高めると共に耐食性および成形性を向上する機能を発揮する。
【００１２】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、図示実施例につき本発明を一層具体的に説明する。
【００１３】
図１に示す釘はシャフト１を具え、シャフト１の後部領域はヘッド２を、また前部領域は案内ディスク３をそれぞれ支持するものとする。図示のように、シャフト１の後部領域にフランジ1aを成形し、このフランジ1aはヘッド２と形状結合させる。フランジ1aは、窒素を含有するオーステナイト鋼で作製可能な変形部材である。使用する鋼の機械的強度が高いため、フランジ1aは全体的にヘッド２と協働して所要の所要の結合強度を確保することができる。
【００１４】
シャフト１の前部領域に配置した案内ディスク３は、もっぱら釘の打ち込みに際しての案内に供するため、プラスチック製とするのが経済的に有利である。案内ディスク３は、打ち込みが完了すると不要となるため、変形によって排除されるプラスチック製とすることができる。
【００１５】
図２に示す釘のシャフト４は、後部領域において案内ディスク５を、前部領域においてヘッド６を支持する。上述のように、案内ディスク５は打ち込みに際しての案内に供するものとし、プラスチック製とする場合は打ち込みの間に自動的にシャフト４から脱落させる。
【００１６】
シャフト４には、特に冷間加工によりフランジ4aを形成する。フランジ4aは、ヘッド６と協働して所要の結合強度を確保する。本実施例でシャフト４の前部領域に配置したヘッド６は、打ち込みの間にシャフト４に沿って変位可能であるため、打ち込みが完了するとシャフト４の後部領域およびフランジ4aに接触する。すなわち、ヘッド６の図１に対応する状態が打ち込み完了後に初めて実現される。
【００１７】
図３に示す釘において、シャフト７の後部領域にはヘッド８を設ける。ヘッド８の外周には、ねじ8aを形成する。ヘッド８とシャフト７との形状結合にもフランジ7aが使用される。シャフト７の前部領域においては、特にプラスチック製案内ディスク９が打ち込みに際して案内機能を発揮する。案内ディスク９をプラスチック製とする場合、案内ディスクは打ち込み時の変形により排除し又は脱落させることができる。
【００１８】
案内ディスクをプラスチック製とする代わりに、容易に変形させ得る極めて一般的な金属材料により案内ディスクを形成することもできる。これは、案内ディスクが、もっぱら、打ち込みに際して所要の案内機能を発揮するに過ぎないからである。
【００１９】
シャフトの材料としては、例えば、下記のものを列挙することができる：

上記材料は、2000 N/mm²の機械的強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、シャフトの後部領域にヘッドを配置した、本発明の一実施例による釘を示す側面図である。
【図２】図２は、シャフトの前部領域にヘッドを変位可能に配置した、本発明の他の実施例による釘を示す側面図である。
【図３】図３は、外周にねじを有するヘッドをシャフトの後部領域に配置した、本発明のさらに他の実施例による釘を示す側面図である。
【符号の説明】
1, 4, 7 シャフト
1a, 4a, 7a フランジ
2, 6, 8 ヘッド
3, 5, 9 案内ディスク
8a ねじ

Claims (4)

1. コンクリート、岩石、金属等の硬質物質中に打ち込まれる釘であって、軸線方向に延長されその前部領域と後部領域において同一の外径を有し硬質の材料からなるシャフト（１，４，７）と、該シャフトが軸線方向に貫通するヘッド（２，６，８）と、前記シャフトの後部領域の端にシャフトの外径より大きな外径に成形されたフランジ（１ａ、４ａ、７ａ）とを具え、ヘッド（２，６，８）の外径がシャフト（１，４，７）の外径よりも大径であり且つ前記フランジよりも外側に伸びており、また前記釘において、シャフト（１，４，７）により案内される案内ディスク（３，５，９）を具え、該案内ディスクの外径はヘッド（２，６，８）の外径に一致させ、シャフト（１，４，７）はヘッド（２，６，８）より硬質の材料から形成され、シャフト（１，４，７）を構成する硬質の材料は窒素を含有するオーステナイト鋼から形成したことを特徴とする釘。
2. 請求項１記載の釘において、前記ヘッド（８）にねじ（８ａ）を設けたことを特徴とする釘。
3. 請求項２記載の釘において、前記ヘッド（８）の外周にねじ（８ａ）を形成したことを特徴とする釘。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の釘において、シャフト（１、４、７）の硬質の材料を、
   Ｍｎ： ２〜22 ％
   Ｍｏ： １〜３ ％
   Ｎ ： 0.2〜1.2 ％
   Cr ： 15〜26 ％
   Ni ： ０〜17 ％
   を含有するオーステナイト鋼により形成したことを特徴とする釘。

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