JP4256486B2 - 固定素子 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、基材に構造部材を固定するための皿状に湾曲した固定素子に関し、特に、円周方向に連続した外縁部と、係止素子を保持するための中心貫通孔と、該貫通孔の中心軸線と平行に外縁部の方向に床部から離間し、床部とは反対側で貫通孔を包囲する当接肩部とを具える固定素子に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
基材の表面に構造部材を固定するためには、例えば、ドイツ連邦共和国特許第40 19 157号明細書に開示された固定素子が使用される。この固定素子は皿状に湾曲させた形状とされており、平坦な環状リングとして形成した外周領域と、円周方向に連続した外縁部と、 中心貫通孔と、床部と、当接肩部とを有する。 基材に固着可能な係止素子は貫通孔を通過させて差し込むことができる。平坦な環状リングとして形成した固定素子の外周領域は、貫通孔の中心軸線と直交する平面内に延在する。当接肩部は、 貫通孔の中心軸線に対して平行に外縁部の方向で床部から離間すると共に、床部とは反対側で貫通孔を包囲するものである。この当接肩部を介し、固定素子は構造部材を挟持した状態で係止素子により基材の表面に係止される。
【０００３】
平坦な環状リングとして形成した外周領域は、垂直方向で固定素子に極めて高い形状強度を与える。したがって、この固定素子は衝撃的な引張り力が及ぼされる構造部材の固定には適さない。固定素子に作用する衝撃的な引張り力は、例えば互いに離間した複数本のビームからなる基材に固定した構造部材が衝撃的な負荷を受け、ビーム間で撓んで全体的に変形する場合に生じるものである。
【０００４】
衝撃的な引張り力が作用する場合、固定素子の貫通孔が固定素子を係止素子から引き離せる程度まで半径方向に拡大されると、固定点は無効となる。また、係止素子が損傷したり、係止素子と基材との結合が破壊される危険性もある。
【０００５】
【発明の開示】
本発明の課題は、構造部材を基材に対して確実に固定し、制限範囲内での引張り力を弾性的に捕捉すると共に制限範囲を超えた引張り力が生じた場合にその旨を表示する固定素子を提案することにある。
【０００６】
この課題を解決するため、本発明は、床部と、円周方向に連続し、床部に対して半径方向外方かつ軸線方向下方に位置する外縁部と、係止素子を保持するための中心貫通孔と、該貫通孔の中心軸線と平行に外縁部の方向に床部から離間し、床部とは反対側で貫通孔を包囲する、床部に対して半径方向内方かつ軸線方向下方に位置する当接肩部とを具える固定素子において、貫通孔の中心軸線と直交する平面に対し15〜45°の傾斜角度で外縁部から床部に向けて延在し、最大許容引張り力を超えない範囲内で固定素子に弾性特性を与える外周領域を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、外周領域が、貫通孔の中心軸線と直交する平面に対して15 〜 45 °の傾斜角度で外縁部から床部に向けて延在する。この外周領域により、貫通孔の軸線における固定素子の弾性特性が得られる。構造部材から衝撃的に生じる引張り力は、固定点の最大許容引張り力を超えない。したがって、この引張り力は固定素子によって弾力的に補整され、固定素子、係止素子又は係止素子と基材との結合が損なわれることはない。さらに、固定素子の弾性特性により、構造部材から全く又は僅かしか引張り力が生じない場合、構造部材は基材に対して押圧される。
【０００８】
衝撃的に生じる引張り力が最大許容限度を超える場合、固定素子は塑性変形し、構造部材が静止して基材上に重なる場合に固定素子の外縁部は構造部材の表面から離間する。このことは、許容引張り力を超える引張り力が生じたことを表示するものである。
【０００９】
当接肩部から外縁部まで固定素子の均等な変形特性を実現するため、外周領域は外縁部から当接肩部まで半径方向に延在する配置とするのが有利である。
【００１０】
本発明によれば、さらに、外周領域が貫通孔の中心軸線に直交する平面に対して 15 〜 45 °の傾斜角度で延在するため、固定素子が受ける引張り力を適切に制御することが可能である。
【００１１】
外径の異なる固定素子において均一の変形特性を実現するためには、固定素子の高さを変化させる必要がある。したがって、貫通孔の軸線方向における固定素子の高さは固定素子の外径の0.06〜0.16倍とするのが有利である。
【００１２】
固定素子の弾性特性は、固定素子の肉厚調整によって変更することができる。例えば、薄肉の固定素子は厚肉の固定素子よりも柔軟な弾性特性を有する。実用的見地から、肉厚は、外径の0.010 〜0.04倍とするのが有利である。
【００１３】
固定素子の当接肩部は係止素子の肩部と協働するものである。前記肩部及び引張方向で肩部に連なる係止素子の領域が、それぞれ床部から軸線方向に突出しないようにするため、当接肩部は基本的に外縁部とほぼ同列上に配置するのが有利である。
【００１４】
本発明による固定素子を屋外で使用し、または化学工業分野にも適用可能とするため、固定素子はステンレス鋼から形成するのが有利である。固定素子の外、係止素子もステンレス鋼製とすることが可能である。
【００１５】
【最良の実施形態】
以下、本発明を図示実施例について一層具体的に詳述する。
【００１６】
図１及び図２は、基材７の表面に固定すべき構造部材９として、高さがＨである大型プレートを示す。一部のみを図示した基材７は相互に離間した複数本のビームから成り、構造部材９は少なくとも二本のビームを跨いで延在する。図示例におけるビームはコンクリート製である。構造部材９は基材７の表面８に対して垂直な孔19を有する。 固定素子１は、構造部材９を基材７に固定するものであり、押圧部材15、 緩衝素子17および係止素子11を介して基材７に固着する。
【００１７】
固定素子１は皿状の湾曲形状とされ、外縁部６と、この外縁部６から離間した床部３とを有する。固定素子の高さＴは外縁部６と床部３との軸線方向間隔に等しい。外縁部６から床部３にかけて延在する外周領域５は、固定素子１の中央における貫通孔２の中心軸線と直交する平面に対して傾斜角度Ｗをもって延在し、その傾斜角度Ｗは例えば約35°である。貫通孔２の隣接領域で、固定素子１は当接肩部４を有する。この当接肩部４は、貫通孔２を包囲し、床部３から離間し、かつ、貫通孔２の中心軸線方向で外縁部６と同方向に向けて突出するものである。
【００１８】
当接肩部４は環状に形成されて外縁部６とほぼ同列上に位置する。床部３領域における当接肩部４から外周領域５への移行領域は、丸く形成することができる。固定素子１の外径は外縁部６の外径により規定され、構造部材９における孔19の内径は基本的に移行領域の直径に等しい。
【００１９】
固定素子１には係止素子11を貫通させる。係止素子11における係止領域14は、火薬力作動型の打ち込み装置（図示せず）を使用して基材７に圧入される。係止素子11には係止領域14から半径方向に突出する当接面13が設けられ、この当接面13は基材７の表面８に当接するものである。係止領域14とは反対側で、当接面13に外ねじ12を連続させ、外ねじ12の外径は当接面13の外径よりも大とする。係止素子11に押圧部材15をねじ固定し、押圧部材15の内ねじは係止素子11の外ねじ12と締結させる。 押圧部材15は略円筒形状としたシャフト領域20を有し、シャフト領域20の外径は固定素子１の貫通孔２の直径に一致する。シャフト領域20には、固定素子１における床部３の方向において、肩部18と図示しないスパナ係合部とを有する半径方向の拡張領域を接続させる。肩部18と当接肩部４との間に緩衝素子17を配置し、これにより固定素子１に作用する引張り力を緩和させて係止素子11に伝達可能とする。係止素子11の長手方向における緩衝素子17の高さと、押圧部材15における半径方向拡大領域の高さとの和は、基本的には当接肩部４と床部３との間隔に相当する。固定素子１の肉厚Ｓは、例えば外径Ｄの０. ０２倍とする。
【００２０】
構造部材９は、以下の要領で基材７に固定する。すなわち、図示しない火薬力作動型の打ち込み装置により係止素子11の係止領域を、基材７に重ねた構造部材９の孔19を通過させて基材７に圧入する。次に、固定素子１を緩衝素子17および押圧部材15と共に係止素子11上に載せ、押圧部材15を回動させて係止素子11と形状結合させる。押圧部材15の回動により固定素子１を構造部材９に向けて変位させると、図１に示すように、固定素子１は引張り力の作用下でを構造部材９の表面10に重なると共に僅かに変形する。これにより、外縁部６は床部３に僅かに接近し、固定素子１の高さＴは僅かに低減する。図示しない工具、例えば押圧部材15における前記スパナ係合部に係合するスパナを用いて押圧部材15を回動させる。予備的な引張り力による固定素子１の変形に加え、構造部材９から生ずる引張り力が固定素子１に作用すると固定素子１は引き続き弾性的に変形することができる。その際、外縁部６が床部３に向けて最大でも距離Ａ１だけ移動するように変形する。その結果、貫通孔２の軸線と直交する平面に対して外周領域５がなす傾斜角度Ｗは減少する。
【００２１】
図２に示すように、引張り力が固定点の最大許容引張り力を超えると、固定素子１が塑性変形し、外縁部６は床部３に向けて距離Ａ１を超える距離だけ変位するが、係止素子11を損なうことはない。引張り力が低下すると、構造部材９の表面10と外縁部６との間隔が視覚的に認識可能となる。この間隔により、固定点の過負荷状態を経たことを検知することができる。したがって、構造部材９の確実な固定状態を確保するために固定素子１を交換する。
【００２２】
固定素子１は、構造部材９の引張方向における変位が距離Ａ２を超えても押圧部材15と係止素子11との損傷を回避するものとして形成する。この場合、貫通孔２が半径方向に拡大するので、固定素子１は押圧部材15における半径方向拡大領域を介して引き抜くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好適実施例による固定素子が基材に固定され、その外縁部が構造部材の表面に対して押圧された状態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示す固定素子が塑性変形され、その外縁部が構造部材の表面から持ち上がった状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 固定素子
２ 貫通孔
３ 床部
４ 当接肩部
５ 外周領域
６ 外縁部
７ 基材
９ 構造部材

Claims (5)

1. 基材（７）に対して構造部材（９）を固定するための、皿状の湾曲形状を有する固定素子（１）であって、床部（３）と、円周方向に連続し、床部（３）に対して半径方向外方かつ軸線方向下方に位置する外縁部（６）と、係止素子（11）を保持するための中心貫通孔（２）と、該貫通孔（２）の中心軸線と平行に外縁部（６）の方向に床部（３）から離間し、床部（３）とは反対側で貫通孔（２）を包囲する、床部（３）に対して半径方向内方かつ軸線方向下方に位置する当接肩部（４）と、貫通孔（２）の中心軸線と直交する平面に対し15〜45°の傾斜角度（Ｗ）で外縁部（６）から床部（３）に向けて延在し、最大許容引張り力を超えない範囲内で固定素子（１）に弾性特性を与える外周領域（５）とを具えることを特徴とする固定素子。
2. 請求項１に記載の固定素子において、貫通孔（２）の軸線方向における固定素子（１）の高さ（Ｔ）が固定素子（１）の外径（Ｄ）の0.06〜0.16倍であることを特徴とする固定素子。
3. 請求項１又は２に記載の固定素子において、該固定素子の肉厚（Ｓ）が固定素子（１）における外径（Ｄ）の0.010〜0.04倍であることを特徴とする固定素子。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の固定素子において、当接肩部（４）は外縁部（６）とほぼ同列上に位置することを特徴とする固定素子。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の固定素子において、ステンレス鋼製であることを特徴とする固定素子。

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