JP4065394B2 - 固定素子 - Google Patents
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- Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一方の端部にねじ山を有し、他方の端部に、打込み方向に向かって拡径する拡開ヘッドを有するシャフトと、拡開ヘッドにより拡開する拡開スリーブとを具える固定素子、特にはかかる構造を具えるスクリューアンカーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の固定素子は、基盤に物体を固定するために用いられる。基盤に、直径がシャフトの外径にほぼ等しいか、またはこれとは反対に直径がシャフトの外径より小さいドリル孔を開ける。固定素子を、例えばハンマーで１回または複数回叩いて、ドリル孔に打ち込む。シャフト、具体的には拡開スリーブに対するテーパ部の相対運動により、拡開スリーブが半径方向に拡径し、固定素子が基盤、具体的にはドリル孔の内壁に摩擦係止的に固定される。
【０００３】
ドイツ国特許第２９６ ０２ ５１３−Ｕ１号（特許文献１）には、一方の端部にねじ山を有し、他方の端部に打込み方向に向かって拡径するテーパ部を有するシャフトと、拡開スリーブとを有するスクリューアンカーが記載されている。
【０００４】
しかし、このスクリューアンカーでは、特に、ドリル孔を穿孔するためのドリル工具であって、摩耗したドリル工具を使用した場合には、スクリューアンカーをドリル孔に入れるために、例えばハンマーで打撃する等の高い力を適用することが必要である。このため、ドリル孔および／またはスクリューアンカーが損傷を受け、所望の負荷能力を確保できなくなったり、所望の打込み深さ、延いては負荷能力を保証することができなくなるという問題を招く。
【０００５】
【特許文献１】
ドイツ国特許第２９６ ０２ ５１３−Ｕ１号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、打込み状態における外観に基づいて固定品質を推定することのできる、経済的に製造可能な固定素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するため、この発明は、一方の端部にねじ山を有し、他方の端部に、打込み方向に向かって拡径する拡開ヘッドを有するシャフトと、拡開ヘッドにより拡開する拡開スリーブとを具える固定素子において、シャフトは、打込み方向と反対側の端面に、所定の深さを有する溝を具え、溝は、シャフトの外周にまで延在して開口するとともに、半径方向で見て、断面形状が略三角形であることを特徴とする固定素子である。
【０００８】
この固定素子は、シャフトの打込み方向と反対側の端面に少なくとも１本の溝を具えているので、固定素子を打ち込む際に、端面に塑性変形が起きる。シャフトの打込み方向と反対側の端面に作用する衝撃、特にはハンマー打撃の大きさおよび回数にしたがって、溝自体と、端面の溝に隣接する領域とが変形する。打込み状態における変形から、固定品質を推定することが可能となり、したがって、打込み制御手段として機能する。シャフトの打込み方向と反対側の端面の外周領域に溝を配置しているので、固定素子をドリル孔内に打ち込む場合には、外的作用により必ず変形が発生する。さらに、溝を外周に配置することにより、例えば衝撃の方向を推定することができる。シャフトの長手方向に沿って衝撃が作用すると溝は均一に変形するが、このような衝撃が加わることが理想的である。しかし、シャフトの長手方向に対して傾斜した角度で衝撃が作用すると、溝の変形にも影響を及ぼす。溝を具えることの更なる利点は、シャフトの打込み方向と反対側の端面のうち、衝撃により押しつぶされた材料を収容することができるという点にある。したがって、端面領域内のシャフトの外周の過剰な変形を防止し、例えばナット等の負荷適用手段をシャフトの打込み方向と反対側の端部領域に適用することが確保される。
【０００９】
また、溝はシャフトの外周にまで延在して開口することから、シャフトの端面の変形が確実となる。さらに、シャフトの外周まで溝が開口しているので、打込みの際に押しつぶされた材料によりシャフトの外周が過剰に拡大するのを防止することができる。さらにまた、閉塞した外周を確保するために、外周領域内にさらに溝を配設することにより、壁厚の薄いスタッドを具える。
【００１０】
さらに、半径方向で見て、溝の断面形状が略三角形であることから、固定素子を経済的に生産することができる。
【００１１】
固定素子を経済的に生産するためには、シャフトの打込み方向と反対側の端面上に、断面形状が四角形の開口を形成することが好ましい。さらに、シャフトの打込み方向と反対側の端面上に、断面形状が台形の溝を形成することが好ましい。
【００１２】
溝を２本以上配設する場合には、２本の対応する溝を直径線上で対向するように配置することが好ましい。固定素子を打ち込む際に端面に作用する衝撃による変形が最適となるからである。
【００１３】
シャフトの最適な負荷能力を確保するためには、溝がシャフトの軸心から少なくともシャフトの直径の０．１５〜０．３５倍に相当する距離ａだけ離れていることが好ましい。
【００１４】
溝の深さは、シャフトの直径の０．０３〜０．０８倍に相当することが好ましい。溝を経済的に製造することができるからである。加えて、固定素子の負荷能力を損なうことがなく、また、例えば、使用者または使用される打込み制御機構により溝に問題が発生することがないからである。
【００１５】
ドリル孔に打ち込まれた際の溝の変形を最適な大きさにするためには、シャフトの円周方向に沿って測定した溝の最大幅は、シャフトの直径の０．０５〜０．２倍であることが好ましい。
【００１６】
シャフトの円周に沿って４本の溝を均等に配置することが好ましい。打込み操作によりシャフトの打込み方向と反対側の端面に作用する衝撃の方向に関わらず、良好な変形を得ることができるからである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の好適な実施態様について更に具体的に説明する。
【００１８】
図１および図２は、この発明に従う固定素子である。この固定素子はシャフト１と拡開スリーブ４とを具えるスクリューアンカーである。シャフト１は、一方の端部にねじ山２を、他方の端部に打込み方向Ｓに向かって拡径する拡開ヘッド３を有し、この拡開ヘッド３により拡開スリーブ４を拡開する。さらに、固定素子は、ねじ山２上と嵌合可能なナット１３を具える。通常、ナット１３の打込み方向Ｓには、ワッシャ１４が隣接する。
【００１９】
拡開ヘッド３は、本質的に円筒形状の部分３ａと、この円筒形状部３ａに打込み方向と反対側で連続し、打込み方向Ｓに向かって拡径するテーパ部３ｂとを有する。
【００２０】
拡開スリーブ４は、その円周面５上に均等に配分され、打込み方向Ｓ側の端部が開口している４本の長手方向スロット６と、この長手方向スロット６により打込み方向Ｓと反対側の端部領域に画定される４個の拡開フラップ７を有する。各長手方向スロット６の打込み方向Ｓと反対側の端部領域は、円形の貫通孔７ａとなっている。各拡開フラップ７は、半径方向で見て、部分的にテーパ部３ｂよりも突出している。さらに、各拡開フラップ７は、外輪郭８上に、隣接する長手方向スロット間の略中央に位置する突出部９を有する。
【００２１】
拡開スリーブ４を収容するため、シャフト１の対応する領域には、深さが拡開スリーブ４の壁厚に相当する凹部１０を設ける。そして、凹部１０の打込み方向と反対側の端部には環状壁１１を形成して、拡開スリーブ４を当接させる。
【００２２】
シャフト１は、円周に沿って均等に配置された深さｔ１の４本の外周溝１６を、打込み方向と反対側の端面１５に具える。この深さｔ１は、シャフト１の直径ｄの０．０２５倍に相当する。溝１６は、半径方向で見て、断面形状が略三角形であり、シャフト１の面取りされた外周面１２、またはねじ山２にまで延在して開口するよう形成されている。さらに、溝１６は、シャフト１の打込み方向と反対側の端面１５上に略四角形の開口１８を形成する。２本の対応する溝は、直径線上で対向するように配置されている。溝は、シャフト１の軸心１７から距離ａだけ離れている。この距離ａはシャフトの直径ｄの０．３倍に相当する。さらに、シャフト１の円周方向に沿って測定した溝１６の最大幅ｅは、シャフト１の直径ｄの０．０２５倍である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に従う固定素子の側面図である。
【図２】 図１の固定素子のシャフトの打込み方向と反対側の端面を、図１のIIの方向から見た正面拡大図である。
【符号の説明】
１ シャフト
２ ねじ山
３ 拡開ヘッド
４ 拡開スリーブ
５ 円周面
６ 長手方向スリット
７ 拡開フラップ
８ 外輪郭
９ 突出部
１０ 凹部
１１ 環状壁
１２ 面取り外周面
１３ ナット
１４ ワッシャ
１５ 端面
１６ 溝
１７ 軸心
１８ 開口
【発明の属する技術分野】
この発明は、一方の端部にねじ山を有し、他方の端部に、打込み方向に向かって拡径する拡開ヘッドを有するシャフトと、拡開ヘッドにより拡開する拡開スリーブとを具える固定素子、特にはかかる構造を具えるスクリューアンカーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の固定素子は、基盤に物体を固定するために用いられる。基盤に、直径がシャフトの外径にほぼ等しいか、またはこれとは反対に直径がシャフトの外径より小さいドリル孔を開ける。固定素子を、例えばハンマーで１回または複数回叩いて、ドリル孔に打ち込む。シャフト、具体的には拡開スリーブに対するテーパ部の相対運動により、拡開スリーブが半径方向に拡径し、固定素子が基盤、具体的にはドリル孔の内壁に摩擦係止的に固定される。
【０００３】
ドイツ国特許第２９６ ０２ ５１３−Ｕ１号（特許文献１）には、一方の端部にねじ山を有し、他方の端部に打込み方向に向かって拡径するテーパ部を有するシャフトと、拡開スリーブとを有するスクリューアンカーが記載されている。
【０００４】
しかし、このスクリューアンカーでは、特に、ドリル孔を穿孔するためのドリル工具であって、摩耗したドリル工具を使用した場合には、スクリューアンカーをドリル孔に入れるために、例えばハンマーで打撃する等の高い力を適用することが必要である。このため、ドリル孔および／またはスクリューアンカーが損傷を受け、所望の負荷能力を確保できなくなったり、所望の打込み深さ、延いては負荷能力を保証することができなくなるという問題を招く。
【０００５】
【特許文献１】
ドイツ国特許第２９６ ０２ ５１３−Ｕ１号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、打込み状態における外観に基づいて固定品質を推定することのできる、経済的に製造可能な固定素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するため、この発明は、一方の端部にねじ山を有し、他方の端部に、打込み方向に向かって拡径する拡開ヘッドを有するシャフトと、拡開ヘッドにより拡開する拡開スリーブとを具える固定素子において、シャフトは、打込み方向と反対側の端面に、所定の深さを有する溝を具え、溝は、シャフトの外周にまで延在して開口するとともに、半径方向で見て、断面形状が略三角形であることを特徴とする固定素子である。
【０００８】
この固定素子は、シャフトの打込み方向と反対側の端面に少なくとも１本の溝を具えているので、固定素子を打ち込む際に、端面に塑性変形が起きる。シャフトの打込み方向と反対側の端面に作用する衝撃、特にはハンマー打撃の大きさおよび回数にしたがって、溝自体と、端面の溝に隣接する領域とが変形する。打込み状態における変形から、固定品質を推定することが可能となり、したがって、打込み制御手段として機能する。シャフトの打込み方向と反対側の端面の外周領域に溝を配置しているので、固定素子をドリル孔内に打ち込む場合には、外的作用により必ず変形が発生する。さらに、溝を外周に配置することにより、例えば衝撃の方向を推定することができる。シャフトの長手方向に沿って衝撃が作用すると溝は均一に変形するが、このような衝撃が加わることが理想的である。しかし、シャフトの長手方向に対して傾斜した角度で衝撃が作用すると、溝の変形にも影響を及ぼす。溝を具えることの更なる利点は、シャフトの打込み方向と反対側の端面のうち、衝撃により押しつぶされた材料を収容することができるという点にある。したがって、端面領域内のシャフトの外周の過剰な変形を防止し、例えばナット等の負荷適用手段をシャフトの打込み方向と反対側の端部領域に適用することが確保される。
【０００９】
また、溝はシャフトの外周にまで延在して開口することから、シャフトの端面の変形が確実となる。さらに、シャフトの外周まで溝が開口しているので、打込みの際に押しつぶされた材料によりシャフトの外周が過剰に拡大するのを防止することができる。さらにまた、閉塞した外周を確保するために、外周領域内にさらに溝を配設することにより、壁厚の薄いスタッドを具える。
【００１０】
さらに、半径方向で見て、溝の断面形状が略三角形であることから、固定素子を経済的に生産することができる。
【００１１】
固定素子を経済的に生産するためには、シャフトの打込み方向と反対側の端面上に、断面形状が四角形の開口を形成することが好ましい。さらに、シャフトの打込み方向と反対側の端面上に、断面形状が台形の溝を形成することが好ましい。
【００１２】
溝を２本以上配設する場合には、２本の対応する溝を直径線上で対向するように配置することが好ましい。固定素子を打ち込む際に端面に作用する衝撃による変形が最適となるからである。
【００１３】
シャフトの最適な負荷能力を確保するためには、溝がシャフトの軸心から少なくともシャフトの直径の０．１５〜０．３５倍に相当する距離ａだけ離れていることが好ましい。
【００１４】
溝の深さは、シャフトの直径の０．０３〜０．０８倍に相当することが好ましい。溝を経済的に製造することができるからである。加えて、固定素子の負荷能力を損なうことがなく、また、例えば、使用者または使用される打込み制御機構により溝に問題が発生することがないからである。
【００１５】
ドリル孔に打ち込まれた際の溝の変形を最適な大きさにするためには、シャフトの円周方向に沿って測定した溝の最大幅は、シャフトの直径の０．０５〜０．２倍であることが好ましい。
【００１６】
シャフトの円周に沿って４本の溝を均等に配置することが好ましい。打込み操作によりシャフトの打込み方向と反対側の端面に作用する衝撃の方向に関わらず、良好な変形を得ることができるからである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の好適な実施態様について更に具体的に説明する。
【００１８】
図１および図２は、この発明に従う固定素子である。この固定素子はシャフト１と拡開スリーブ４とを具えるスクリューアンカーである。シャフト１は、一方の端部にねじ山２を、他方の端部に打込み方向Ｓに向かって拡径する拡開ヘッド３を有し、この拡開ヘッド３により拡開スリーブ４を拡開する。さらに、固定素子は、ねじ山２上と嵌合可能なナット１３を具える。通常、ナット１３の打込み方向Ｓには、ワッシャ１４が隣接する。
【００１９】
拡開ヘッド３は、本質的に円筒形状の部分３ａと、この円筒形状部３ａに打込み方向と反対側で連続し、打込み方向Ｓに向かって拡径するテーパ部３ｂとを有する。
【００２０】
拡開スリーブ４は、その円周面５上に均等に配分され、打込み方向Ｓ側の端部が開口している４本の長手方向スロット６と、この長手方向スロット６により打込み方向Ｓと反対側の端部領域に画定される４個の拡開フラップ７を有する。各長手方向スロット６の打込み方向Ｓと反対側の端部領域は、円形の貫通孔７ａとなっている。各拡開フラップ７は、半径方向で見て、部分的にテーパ部３ｂよりも突出している。さらに、各拡開フラップ７は、外輪郭８上に、隣接する長手方向スロット間の略中央に位置する突出部９を有する。
【００２１】
拡開スリーブ４を収容するため、シャフト１の対応する領域には、深さが拡開スリーブ４の壁厚に相当する凹部１０を設ける。そして、凹部１０の打込み方向と反対側の端部には環状壁１１を形成して、拡開スリーブ４を当接させる。
【００２２】
シャフト１は、円周に沿って均等に配置された深さｔ１の４本の外周溝１６を、打込み方向と反対側の端面１５に具える。この深さｔ１は、シャフト１の直径ｄの０．０２５倍に相当する。溝１６は、半径方向で見て、断面形状が略三角形であり、シャフト１の面取りされた外周面１２、またはねじ山２にまで延在して開口するよう形成されている。さらに、溝１６は、シャフト１の打込み方向と反対側の端面１５上に略四角形の開口１８を形成する。２本の対応する溝は、直径線上で対向するように配置されている。溝は、シャフト１の軸心１７から距離ａだけ離れている。この距離ａはシャフトの直径ｄの０．３倍に相当する。さらに、シャフト１の円周方向に沿って測定した溝１６の最大幅ｅは、シャフト１の直径ｄの０．０２５倍である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に従う固定素子の側面図である。
【図２】 図１の固定素子のシャフトの打込み方向と反対側の端面を、図１のIIの方向から見た正面拡大図である。
【符号の説明】
１ シャフト
２ ねじ山
３ 拡開ヘッド
４ 拡開スリーブ
５ 円周面
６ 長手方向スリット
７ 拡開フラップ
８ 外輪郭
９ 突出部
１０ 凹部
１１ 環状壁
１２ 面取り外周面
１３ ナット
１４ ワッシャ
１５ 端面
１６ 溝
１７ 軸心
１８ 開口
Claims (7)
- 一方の端部にねじ山（２）を有し、他方の端部に、打込み方向（Ｓ）に向かって拡径する拡開ヘッド（３）を有するシャフト（１）と、拡開ヘッド（３）により拡開する拡開スリーブ（４）とを具える固定素子において、シャフト（１）は、打込み方向と反対側の端面（１５）に、深さ（ｔ１）を有する溝（１６）を具え、
溝（１６）は、シャフト（１）の外周にまで延在して開口するとともに、半径方向で見て、断面形状が略三角形であることを特徴とする固定素子。 - 溝（１６）は、シャフト（１）の打込み方向と反対側の端面（１５）上に、四角形の開口（１８）を形成する、請求項１記載の固定素子。
- ２本の対応する溝（１６、１８）は、直径線上で互いに対向するように配置されている、請求項１又は２記載の固定素子。
- 溝（１６）は、シャフト（１）の軸心（１７）から少なくともシャフト（１）の直径（ｄ）の０．１５〜０．３５倍の距離（ａ）だけ離れている、請求項１〜３いずれか一項記載の固定素子。
- 溝（１６）の深さ（ｔ１）は、シャフト（１）の直径（ｄ）の０．０３〜０．０８倍である、請求項１〜４のいずれか一項記載の固定素子。
- シャフト（１）の円周方向に沿って測定した溝（１６）の最大幅（ｅ）は、シャフト（１）の直径（ｄ）の０．０５〜０．２倍である、請求項１〜５のいずれか一項記載の固定素子。
- シャフト（１）の端面（１５）の円周に沿って４本の溝（１６、１８）を均等に配置する、請求項１〜６のいずれか一項記載の固定素子。
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