JP4486097B2 - セルフドリルアンカー - Google Patents

Description

本発明は、脆性材料に使用されるアンカー、特に、ドライウォールに使用されるセルフドリルアンカーを対象にしている。

ドライウォールは脆性材料であるため、そこに品物を装着することが、困難となることがある。過去において、セルフドリルアンカーが使用されていた。しかしながら、セルフドリルアンカーは、たった５０〜７０ポンド（２２．６５〜３３．７１ｋｇ）の引抜き力を得ることが知られている。

より重い負荷に関して、トグルボルトが使用されている。トグルボルトは、典型的にはセルフドリルではないため、高価で、信頼性が低く、挿入が難しいということが知られている。

そこで、脆性材料に適用され、挿入が容易で、重い負荷に関して高い引抜き力を有するアンカーが必要とされている。

セルフドリルアンカーは、脆性材料に使用するために提供されている。アンカーは、一つの軸を有するボディと、フランジ後端、ドリル前端、フランジ後端とドリル前端の間でねじが形成された外面を有する円柱状部を含み、前記ボディは、前記フランジ後端から第１の脚及び第２の脚へ所定の距離で始まって分岐し、前記第１の脚はドリルチップへ向かって前方へ延びると共に、前記軸に関して外側に鈍角で傾斜した略後方向きの肩を有し、前記ボディは、細長い締結部材を受容するための一つ軸孔を有し、該軸孔は前記フランジ端と前記略円柱状部とを通って実質的に延長すると共に前記略後向きの肩に至り、前記アンカーは、前記第２の脚が前記第１の脚の前記略後方向きの肩の背後に入るドリル状態と、前記脚が互いから離れて旋回する固定状態とを有する。

セルフドリルアンカーは他の特徴を含んでいる。前記第１の脚と前記第２の脚は、一対のスリットによって互いから区別され、該一対のスリットは、前記分岐点で始まり、前記外面と前記略円柱状部の前記ねじを通って実質的に延長し、前記スリットは、前記外面の略反対側に存在している。スリットは、脚上で鰐状連結歯を規定するジグザグ形状を有している。

一実施形態において、セルフドリルアンカーは、軸を有するボディと、フランジ後端と、ドリル前端と、前記フランジ後端と前記ドリル前端の間でねじが形成された外面を有する円柱状部を備え、前記ドリル先端は、第１の傾斜切れ刃と第１の横切れ刃を有する第１の部分と、第２の傾斜切れ刃と第２の横切れ刃を有する第２の部分とを含むフラット状のブレードを備え、前記第１と第２の傾斜切れ刃は点を形成し、前記部分が、共通線上で形成されると共に、前記円柱状部の直径を通る平面に沿って相互にオフセットされ、前記ボディは、前記フランジ後端から第１の脚及び第２の脚に向かって所定の距離で始まる一対のジグザグ状スリットに沿って分岐し、前記ジグザグ状スリットは前記脚上で鰐状連結歯を規定し、前記第１の脚は、フラット状ブレードの中へ前方に向かって延びると共に、前記軸に関して外側へ鈍角で傾斜した略後方向きの肩を有し、前記スリットのそれぞれの最前部は、前記略後方向きの肩の最前端及び最外端に向かって前記略後方向きの肩の周辺に進み、前記ボディ内で細長い締結部材を受承するための同軸中心孔は、前記フランジ後端及び前記円柱状部を通過して実質的に延長すると共に前記略後方向きの肩に導かれ、前記アンカーは、前記第２の脚が前記第１の脚の前記略後方向きの肩の背後に入るドリル状態と、前記脚が互いから離れて旋回する固定状態とを有する。

これら及び他の特徴及び利点は、添付図面を参照して、本発明の以下の説明から明らかである。

図１及び図７を参照すると、セルフドリルアンカー１０は、例えばドライウォール１などの脆性材料への適用に関して図示されている。アンカー１０は、一つの軸を有するボディ１２、フランジ後端１４、ドリル先端１６、フランジ後端１４とドリル先端１６の間の円柱状中心部１８を含んでいる。円柱状中心部１８は、ねじ２２が形成された外面を有している。ボディ１２は、フランジ後端１４から第１の脚２４及び第２の脚２６に向かって所望の距離ＳＤで始まる点から分岐している。第１の脚２４は、ドリル先端２８に向かって前方へ延長すると共に、軸１３に関して外側に鈍角で傾斜した略後方を向く肩３０を有している。ボディ１２は、細長い締結部材２を受承するための軸孔３２を有している。軸孔３２は、フランジ端１４及び中心部分１８を通って延長し、肩３０に至る。アンカー１０はドリル状態を有し、図１に示すように、第２の脚２６は第１の脚の肩３０の後に入っている。そして、図７に示す固定状態において、脚２４，２６は互いから離れて旋回される。

アンカー１０は、ドライウォール１に品物３を装着するために、例えばドライウォール１などの脆性材料に使用するものである。図１に示されるように、アンカー１０は、ドリルの状態に形成され、初期配置されることができる。アンカー１０は、ドライウォール１の中へ穴明けすることが許容される。雄ねじ２２は、高められた引抜き力を有して、アンカー１０をドライウォール１の中で保持するためにドライウォールと係合する。アンカー１０が挿入された後、締結部材２が品物３を通してアンカー１０の孔３２の中へ挿入され、締結部材２が品物３を支持する。締結部材２は、図６及び７に示されるように、固定状態において外側に脚２４，２５を旋回する。その結果、アンカー１０は引抜き力を有する。アンカー１０は、締結部材２だけの場合よりも、ドライウォール１に対する強い係合力、及び高い引抜き力、及び垂直力をもたらす。

脆性材料は、建設業で使用される多数の脆性材料のうちの一つとすることができる。建設業界においては、脆性材料に装着されることができる負荷を増加することができるように、脆性材料に品物３を取り付けることが望まれている。脆性材料の一例は、石膏ベースドライウォール１である。例えば、石膏ドライウォールがユナイテッド・ステイツ・ジプサム社によってトレードマーク・シートロック（登録商標）として販売されている。一般に、ドライウォール１は、１／２インチ（１２．７ｍｍ）又は５／８インチ（１５．８７５ｍｍ）の厚さＴを有しているが、例えば３／８インチ（９．５２５ｍｍ）などの他の厚みで得られることもできる。

図６及び図７を見ると、締結部材２は、好ましくはねじ締結部材である。例えば、一端に頭部６を有し、他端に先端を有する細長い軸４を含む取付ねじなどである。締結部材２の軸４は、アンカー１０の孔３２と係合するねじ山９を有する。締結部材２のねじ山９は、標準的なねじ山の形態を有することができる。例えば、ユニファイ並目（ＵＮＣ）又はユニファイ細目（ＵＮＦ）ねじなど、又はねじ山９を特別な形状のねじ山とすることができる。例えば、締結部材２は、６番、７番又は８番のＵＮＣねじとすることができ、そして、頭部６にフィリップス凹部を有することもできる。

締結部材２は、品物３の異なる厚みＡＴに対応するために異なる長さを有することができる。好ましくは、締結部材２は、品物３及び孔３２を通って延びるために十分な長さがある。その結果、締結部材２は肩３０と係合し、ドライウォールに押し込まれるように、外側へ脚２４，２６を旋回する。また、締結部材２は、ドライウォールに押し込まれるように、外側へ第２の脚２６を旋回する。例えば、約１．６７インチ（４２．４１８インチ）の長さを有するアンカー１０に関して、締結部材２は約１インチ（２５．４ｍｍ）と約２インチ（５０．８ｍｍ）の間、好ましくは、約１＋（１／４）インチ（３１．７５ｍｍ）と約１＋（３／４）インチ（４４．４５ｍｍ）の間、さらに好ましくは約１＋（１／２）インチ（３８．１ｍｍ）の長さを有することができる。

（アンカー）
図１及び図４を見ると、アンカー１０は、フランジ後端１４とこのフランジ後端１４の略反対側にあるドリル先端１６とを有するボディ１２を含んでいる。アンカーボディ１２は、締結部材２を受け入れるための軸状の孔３２を囲む壁３４を有する。孔３２は、長い円柱状部を有している。好ましくは、アンカー１０は硬いプラスチック、例えば、ガラス繊維強化ナイロン又はガラス繊維が配合されたポリエーテルイミド強化ＵＬＴＥＭなどで作られている。しかしながら、アンカー１０は、引抜き及びアンカー１０にもたらされる他の力に抵抗する十分な力がある限り、他の材料で作られることができる。

アンカー１０は、軸長Ｌを有する。首長さＮ、ねじ長ＴＬ、ドリル２８先端長ＤＬ（以下で記載されている）からなる軸長Ｌを有している。短いアンカー１０は、Ｎ，ＴＬ，ＤＬが十分に長い限り好まれる。なぜなら、製造に費用がかからず、取り扱いが容易であり、挿入中に安定した状態が保たれるためであり、そして、より短い動作時間を有し、使用者は、最小の労力と共に比較的短い時間で、多数のアンカー１０を挿入することができる。一実施形態において、アンカー１０は約１．５インチ（３８．１ｍｍ）と約２インチ（５０．８ｍｍ）の間、好ましくは約１．６インチ（４０．６４ｍｍ）と約１．７インチ（４３．１８ｍｍ）の間、更に好ましくは１．６７インチ（４２．４１８ｍｍ）の長さを有する。

孔３２は、締結部材２に対応するサイズである。好ましくは、孔３２は、８番のねじ又はより小さい直径を有する締結部材を受け入れるための十分な大きさの直径を有している。孔３２は、フランジ端１４及び中央部１８を通って肩３０まで延びている。図４又は図５で示される一実施形態において、肩３０に近接する孔３２の部分９８は、締結部材２と脚２４，２６の間で良好な係合をもたらすように、肩３０に向かって次第に細くなっている。その結果、脚２４，２５は、効果的に外側に旋回する。テーパ部分９８は、軸１３に関して約５°と約２５°の間、好ましくは約１０°と約２０°の間、さらに好ましくは約１５°の角度で細く形成されることができる。テーパ部９８は、肩３０から約０．１インチ（２．５４ｍｍ）と約０．３インチ（７．６２ｍｍ））の間の距離、好ましくは約０．１５インチ（３．８１ｍｍ）と約０．１７インチ（４．３１８ｍｍ）の間の距離、さらに好ましくは約０．１６インチ（４．０６４ｍｍ）の距離離れた軸長で形成されることができる。

壁３４は、孔３２の半径方向内側に突出する少なくとも３つ、好ましくは４つのスプライン３６のセットを含んでいる。スプライン３６は締結部材２と係合するようになっている。締結部材のねじ山９は、スプライン３６の内側で対向ねじを形成し、その結果、締結部材２はスプライン３６と螺合する。スプライン３６は、実質的にボア３２の全長を通って延びている。

スプライン３６を有する孔３２の有効な内径は、締結部材２の外径又は山径よりも小さくあるべきである。しかし、締結部材２の根元側直径より小さい必要はない。その結果、スプライン３６は、対向ねじを形成するために締結部材２によって次第に細くなっている。好ましくは、壁３４の内側からのスプライン３６の高さは、約０．１３６インチの外径を有する６番の締結部材２のねじ山が、孔３２の有効な内径が十分小さくなるように、スプライン３６にねじを形成することができ、約０．１６４インチ（４．１６５６ｍｍ）の外径を有する８番の締結部材２のねじ山が、壁３４の内径が十分大きくなるように、スプライン３６にのみねじを形成し、壁３４にねじを形成しないように、選択されている。好ましい実施形態において、孔３２は、壁３４において、約０．１７インチ（４．３１８ｍｍ）と約０．２１インチ（５．３３４ｍｍ）の間の、好ましくは約０．１８インチ（４．５７２ｍｍ）と約０．２インチ（５．０８ｍｍ）の間の、さらに好ましくは約０．１９インチ（４．８２６ｍｍ）の内径を有している。そして、スプライン３６は約０．０１５インチ（０．３８１ｍｍ）と約０．０４５インチ（１．１４３ｍｍ）の間の、好ましくは約０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）と約０．０３５インチ（０．８８９ｍｍ）の間の、さらに好ましくは約０．０３インチ（０．７６２）の高さを有している。その結果、スプライン３６における孔３２の有効内径は約０．１１インチ（２．７９４ｍｍ）と約０．１６（４．０６４ｍｍ）の間、好ましくは約０．１２インチ（３．０４８ｍｍ）と約０．１４５インチ（３．６８３ｍｍ）の間、さらに好ましくは約０．１３インチ（３．３０２ｍｍ）である。

好ましくは、マックエルデリに対する同一出願人による米国特許番号第５，５５８，４７９号公報と同様にして、スプライン３６は、種々のねじ径の取り付ける締結部材に対応する構成である。

アンカーボディ１２のフランジ端１４は、ドライバ（不図示）によって駆動されるためのトルク伝達面を有するフランジ３８を含んでいる。例えば、フィリップス・タイプ凹部の面４２は、カムーアウトを最小にするように、フィリップス・スクエア・ドライブとすることができる。好ましくは、アンカー１０は、手動スクリュードライバによって手動操作可能である。手動スクリュードライバは、フィリップス・スクリュードライバ又は同種のドライバ、又は駆動体によって駆動される。

図１、４、６を継続して参照すると、ねじ山２２は、中央部１８の外面２０に配置され、アンカー１０が挿入されたときに、品物３の荷重がドライウォール１によって支持されるように、ドライウォール１と係合するために設けられている。ねじ山２２は、ドライウォール１に対して、対応するねじ山４４を形成する。その結果、ねじ山２２とドライウォール１との間の係合が達成される。好ましくは、ねじ山２２は螺旋状であり、山径Ｃを有する山４６と、谷径Ｒを有する谷４８を含んでいる。山４６と谷４８との間の距離又はねじ山高さＨは、引抜き力を大きくし、ドライウォール１とによってもたらされるねじ山２２の面積を最大にするために相対的に大きい。ねじ山２の山径Ｃは、ねじ山２２の全長に沿って本質的に同じままである。一実施形態において、山径Ｃは、図２に示すように、ドリル先端２８の近傍でやや細くなっている。一実施形態において、山４６の直径Ｃは、谷４８の直径Ｒの約２倍である。

ドライウォール１の後面５４上にある紙５６との関与が、アンカー１０とドライウォール１との間のグリップの実質的部分を提供するということが理解される。したがって、ねじ山２２の軸長ＴＬ（図２）が、十分に長いことが好ましい。その結果、図７に示すように、アンカー１０に力が加えられて、アンカー１０が固定状態になったとき、ねじ山２２はドライウォール面５４の後で、紙５６と接触する。一実施形態において、ねじ山２２の軸長ＴＬは、約０．６インチ（１５．２４ｍｍ）と約１インチ（２５．４ｍｍ）の間、好ましくは約０．７インチ（１７．７８ｍｍ）と約０．８インチ（２０．３２ｍｍ）の間、さらに好ましくは約３／４インチ（１９．０５ｍｍ）である。

図２及び６を見ると、フランジ３８とねじ山の端５８との間で根元６０を形成するために、ねじ山２２の上端５８はフランジ３８から間隔を開けている。図６に示すように、根元６０は、ドライウォール前面５０のレベルで、又はドライウォール前面５０のレベルより低い位置で着座するように、フランジ３８の上面を許容する。なぜなら、フランジ３８に達する前の根元６０でのねじ山２２の中断は、ドライウォールの対応するねじ山４４との間に隙間を作るからである。この隙間は、フランジ３８によって隣接するドライウォール１の圧力を許容する。また、根元６０は、ねじ山２２がドライウォール前面５０上で
紙５２から離れて隙間を開けることを確実にする。その結果、ねじ山２２は、紙５２に接触せず、そして、それをねじらない。そのため、ドライウォール前面５０で望ましくない外観が形成されない。根元６０は、約０．０３インチ（０．７６２ｍｍ）と約０．１インチ（２．５４ｍｍ）の間、好ましくは約０．０７インチ（１７．７８ｍｍ）の長さＮを有すことができる。

図１及び図２に戻ると、ドリル端１６はフランジ端１４の略反対に位置している。ドリルチップ２８は、ドリル端１６でボディに連結されており、アンカー１０が使用者によって動かされたとき、アンカー１０がドライウォールに穴明けすることを許容する。その結果、別の穴明けステップが必要とされることはない。ドリルチップ２８は、第１の脚から前方へ延びており、第１の脚の一部である。

ドリルチップ２８は、多くの構成のうちの一つであり、例えば、ドライウォール１に穴明けするための一以上の螺旋溝を有する円柱状ドリルブレードなどは、その一つである。しかし、好ましくは、ドリルチップ２８は、フラット状ドリルブレード６２である。なぜなら、より効果的にドライウォール１の孔を広げ、ダストを取り除くからである。ドリルブレード６２は、一対の部分６４を有することができる。各部分６４は、傾斜した切れ刃６６と横切れ刃６８を有する。好ましくは、横切れ刃６８はアンカー軸１３に対して略平行であり、傾斜切れ刃６６は前方に向かって傾斜し、先端７０を形成するために横方向内側で一緒になる。先端７０は、アンカー１０の挿入中に、ドライウォール前面５０に沿って歩行することを防止するため、相対的に鋭くなっている。横切れ刃６８と傾斜切れ刃６６は、挿入中は、ドライウォールを切断して排除するために鋭くなっている。

部分６４は、アンカーボディ１２の直径を通る平面に沿って互いに対して相対的にオフセットして形成されている。平面は、ドリルブレード６２に平行である。部分６４のオフセット位置は、個々の部分６４の下側に配置された溝７２を形成する。個々の溝７２は、拭く布は６８と傾斜切れ刃６６の長さに沿って延びている。溝７２は、材料を素早く除去すること、例えば、石膏ダストをドライウォール１の孔から取り除くことを助ける。好ましいドリルブレードの一例は、ヘンプフリングに対する同一出願人の米国特許番号第６，３８２，８９２号で記載されている。開示の内容は、参照することによってここに組み込まれている。

好ましくは、ドリルチップ２８の軸長ＤＬは、少なくともドライウォール１の厚みＴと同じである。その結果、ドリルチップ２８は、ねじ山２２がドライウォール１に係合し始める前にその穴明けを完成する。これは好ましい。なぜなら、材料への穴明けは、ねじ切りする材料を通過するよりも実質的にゆっくりと、材料を通過して軸方向に進む傾向があるである。ドライウォール１の穴明けは、ねじ山２２がドライウォール１と係合する前に完成するということが好ましい。一実施形態において、ドリルチップ２８は、約０．６インチ（１５．２４ｍｍ）と約１インチ（２５．４ｍｍ）の間の、好ましくは約０．７インチ（１７．７８ｍｍ）と約０．８インチ（２０．３２ｍｍ）の間の、さらに好ましくは約３／４インチ（１９．０５ｍｍ）の長さＤＬを有する。

図１に戻ると、アンカーボディ１２は、スリット８０（以下に記載されている）の第１の端部８２で分岐し、フランジ端１４から第１の脚２４と第２の脚２６へ所望の距離ＳＤだけ間隔をあけている。第１の脚２４は、ドリルチップ２８の方へ向かって前方に延びており、略後方を向いている肩３０を含んでいる。肩は、図４に示されるように、軸１３に対して外側に鈍角で傾斜している。アンカー１０が穴明け状態にあるとき、第２の脚２６は第１の脚２４の後方に入り込んでいる。その結果、第２の脚２６は、ドライウォール１に向かってアンカー１０を動かすプロセスを邪魔しない。

一実施形態において、第１の脚２４は、アンカー壁３４の外面２０とねじ山２２を通って延びる一対のスリット８０によって第２の脚２６と境界が定められている。一つのスリット８０は、他のスリット８０に対して外面２０の反対側にある。一実施形態において、スリット８０はアンカー壁３４とねじ山２２を分割し、その結果、ねじ山２２の部分１００ａ，１００ｂが個々の脚２４，２６に存在する（図６参照）。

スリット８０は、ボディ１２に沿って略軸方向に延びている。ドリル端１６に隣接する第２の端部８４に向かってフランジ端１４から所定距離ＳＤだけ間隔を開けた第１の端部８２からボディ１２に沿って延びている。個々のスリット８０の最も前側の部分８６は、肩３０の周囲に続くように、外壁３４で肩３０の最も前側で最も外側の端９６に向かって、略横方向に延びている。ボディ１２は、スリット８０に沿って第１の脚２４及び第２の脚２６に分割する。スリット８０は、外面に近接する位置まで延びることができる。その結果、スリット８０の第２の端部において、第１の脚２４と第２の脚２６の間で接続部又はランドがある。しかし、好ましくは、図１に示すように、スリット８０は、第２の端部８４おいて、外面２０まで壁３４を通って完全に延びている。その結果、締結部材２があんかー１０の中に挿入されたとき、脚２４，２６は、より容易に互いに離れるように旋回することができる。

一実施形態において、個々のスリット８０は、多数の鰐状連結歯９０を規定するジグザグ形状を有している。個々のスリット８０は、多数の略直線部を含んでいる。個々の部分は、その隣接部分に関して鋭角で傾斜している。図１に示される実施形態において、第１の直線部９２ａは、スリット８０の第２の端部８２から延びており、アンカー壁３４に関して鋭角で傾斜している。その結果、第１の部分９２ａは、アンカー壁３４から後方及び横方向内側に延びている。第２の部分９２ｂは、第１の部分９２ａに関して鋭角に傾斜している。その結果、第２の部分９２ｂは、後方及び第１の部分９２ａと反対の横方向に延びている。第３の部分９２ｃは、第２の部分９２ｂに関して鋭角に傾斜している。その結果、第３の部分９２ｃは、後方及び第２の部分と反対の横方向、又は第１の部分９２ａと同じ横方向に延びている。一実施形態において、ジグザグ形状スリット８０の個々の部分９２ａ，９２ｂ，９２ｃなどは、約４５°と約８５°の間の角度、好ましくは約５０°と約７５°の間の角度、さらに好ましくは約６５°の角度によって隣接する部分から傾斜している。一実施形態において、スリット８０の第１の部分９２ａは、第１の脚２４において、後方に面する肩３０を規定する。

続けて図１を見ると、歯９０は共に噛み合い、アンカー１０がドリル状態にあるとき接触する。噛み合った歯９０は、アンカーボディ１２を安定化させるのに役立つ。アンカー１０がドライウォール１に入るとき、捻れたり座屈したりすることを防止する。一方、脚２４，２６が互いに離れて旋回することを許容し、ドライウォール１に押し込まれる。また、歯９０は、アンカー１０が固定状態にあるとき、外面２０において、ドライウォール１と係合することによって引抜き力を増加するということが信じられている。

歯９０は、アンカー１０の引抜き力を補助する。なぜなら、図７において、歯９０ａと共に示されるように、歯９０が締結部材２の隣接するねじ山９の間にはまることができるからである。その結果、歯９０は締結部材２と係合し、押し込まれる。このようにして、歯９０は、アンカー１０と係合している締結部材２が引き抜かれることを防ぎならが、アンカー１０とより密に係合するようになる締結部材２の両側でねじロックとして機能する。締結部材のねじ山９は、ドライウォール１へ押し込むために、脚２４，２６が外側へ旋回するように、歯９０と係合し、歯９０を押すことによって引抜き力を増加する。

図４及び６を見ると、第１の脚２４は後方に面している肩３０を含んでいる。その結果、締結部材２がアンカー１０に押し込まれるとき、肩３０は第１の脚２４が第２の脚２６から離れて旋回するようにして、締結部材２によって係合される。第１の脚２４が締結部材２によって曲げられたとき、第１の脚２４はドライウォール１へ押し込まれ、第１の脚２４が旋回しないで残っていたときよりも、より高い引抜き力を生じる。肩３０は、軸１３に関して外側へ鋭角に傾斜する。その結果、締結部材の先端部９が、肩３０に沿ってスライドすることができ、第１の脚２４を曲げる。脚は締結部材２から横方向に離れて旋回する。肩３０は、スリット８０の第２の端部８４において、最も後側及び最も内側の端９４から最も前側及びもっと外側の端９６まで孔３２を横切って横方向外側に延びる。肩３０は、締結部材２がドリルチップ２８の中へねじ込まれないことを保証し、第１の脚２４が旋回することを防止する。

フランジ端１４と肩３０との間の軸長は、最も大きい引抜き力を生ずるように、脚２４，２６の旋回を最適化するために選択される。フランジ端１４と肩２０との間の軸長は、約３／４インチ（１９．０５ｍｍ）と約１インチ（２５．４ｍｍ）の間、好ましくは約０．８インチ（２０．３２ｍｍ）と約０．９インチ（２２．８６ｍｍ）の間、さらに好ましくは約０．８３インチ（２１．０８ｍｍ）とすることができる。

一実施形態において、肩３０は、アンカー軸１３に関して外側に鋭角に傾斜した面である。その結果、肩３０は前方及び横方向外側に延びている。一実施形態において、肩３０は、軸１３の一方の横方向から孔３２を横切って軸の他の側まで延びている。その結果、締結部材２が締結されたとき、先端８は肩３０の傾斜した点に接触し、先端８は肩３０に沿ってスライドし、第１の脚２４を横方向外側へ旋回する。一実施形態において、肩３０は略平面であり、軸１３に関して所定の角度を形成する。角度が約１００゜と約１６０゜の間、好ましくは約１２０゜と約１５０゜の間、さらに好ましくは約１３０゜であるとき、アンカーがドリル状態（図１及び４）にある。肩３０は、滑らかで曲がりに対して実質的に自由であるべきである。その結果、締結部材の先端８は、締結部材２が第１の脚２４にねじ込まれて突き刺さったりすることなく、肩３０に沿って容易にスライドする。

図６に示すように、第２の脚２６は締結部材２によって曲げられる。その結果、第２の脚２６は、アンカー１０の引抜き力を増加するように、ドライウォール１の中へ押し込まれる。一実施形態において、図４及び図５に示すように、ドリル端１６に近いアンカー孔３２の部分９８は、ドリル先端２８に向かって次第に細くなっている。その結果、締結部材２は孔３２を通って挿入され、より効果的に、締結部材２から離れて横方向外側に脚２４，２６が曲がるようにテーパ部９８に係合する。

脚２４，２６が、締結部材２によって他の一つから離れて旋回するとき、図７に示されるように、それらはドライウォール１に押し込まれる。脚２４，２６がドライウォール１に押し込まれたとき、アンカー１０は引抜きに対してより抵抗力が強くなる。好ましくは、個々の脚２４，２６上にあるねじ山２２の部分１００ａ，１００ｂがドライウォール後面５４の中へ押し込まれる。その結果、ねじ山部分１００ａ，１００ｂが、引抜きに対してより強い抵抗力をもたらすように、ドライウォール後面５４上でより密に紙５６に係合する、矢じりとして作用する。

驚いたことに、締結部材２によって外側に曲げられる脚２４，２６を２つ有するアンカー１０と、引抜き力が強い脚を３つ有するアンカーが見いだされる。同じ寸法を有するが、肩３０の無いアンカーが締結部材２によって噛み合わされる。その結果、脚２４，２６は外側に旋回し、約７０ポンド（３１．７ｋｇ）の最大の引抜き力をもたらすということが知られている。一般的には、ほとんどのアンカーは約５０ポンド（２２．６５ｋｇ）の抵抗力を持つことができる。アンカー１０が約１７０ポンド（７７ｋｇ）と同じ大きさの引抜き力、約１４５ポンド（６５．６８ｋｇ）の平均の引抜き力を得ることができるということが、実験で見いだされている。

再び図１を見ると、個々のスリット８０の第１の端部８２とフランジ端１４との間の選択された間隙距離ＳＤがあまり小さいならば、第１の端部８２はフランジ端１４にかなり接近し、脚２４，２６はかなり遠くへ外側に旋回しがちになり、ドライウォール前面５０に対してかなり近くなる。ドライウォール１に座屈などの損傷を生じたり、アンカー１０及び締結部材２の早すぎる引抜きが生じたりすることとなる。もし、選択された距離ＳＤがあまりに大きいと、第１の端部８２はフランジ端１４からあまりに離れ、脚２４，２６が十分に外側に旋回しなくなる。その結果、脚２４，２６はドライウォール１と十分に噛み合わなくなり、アンカー１０によって達成される引抜き力が適切でなくなる。スリット８０の第１の端部８２は、アンカー１０の全長の約２０％と約５０％の間で、好ましくは約２５％と約４０％の間で、さらに好ましくは約３０％でフランジ端１４から距離ＳＤの間隔を開けることができる。ドライウォール１内で所望の深さで第１の端部８２を配置することが、望まれることができる。その結果、間隔距離ＳＤは、ドライウォール１の厚さＴの約７５％と約１２５％の間、好ましくは９０％と約１０５％の間、さらに好ましくは約１００％とすることができる。第１の端部８２は、約１／４インチ（６．３５ｍｍ）と約３／４インチ（１９．０５ｍｍ）の間、好ましくは約０．４インチ（１０．１６ｍｍ）と約０．５５インチ（１３．９７ｍｍ）の間、さらに好ましく約１／２インチ（１２，７ｍｍ）の距離ＳＤによってフランジ端１４から離れることができる。

一実施形態において、個々のスリット８０の第１の端部８２は、応力の集中の形成を避けるために丸くなっている。応力の集中は、脚２４，２６が外側に旋回するとき、第１の端部８２とフランジ端１４との間でアンカーボディ１２にクラックを生ずる。アンカー１０は、第１の端部８２に小孔を有している。小孔１０２は、図１に示されるように、略円としたり、長円としたり、他の湾曲した形状とすることができる。好ましくは、小孔１０２はスリット８０より大きい。その結果、脚２４，２６はボディ１２にクラックが生じる前に旋回をはじめることができる。一実施形態において、小孔１０２は、アンカー１０がドリル状態にあるときに、個々のスリット８０の幅よりも、約１．５と約４の間、好ましくは約２と約３の間、さらに好ましくは約２．５倍の直径を有する。一実施形態において、小孔１０２は約０．０５インチ（１．２７ｍｍ）の直径を有し、スリットは約０．０２インチ（０．５ｍｍ）の幅を有する。

（使用方法）
方法によって使用されるアンカー１０は、ドリル状態にある間にドライウォール１にアンカー１０を押し込むステップを含む。その結果、ドリルチップ２８は、雄のねじ山２２がドライウォール１と係合し、細長い締結部材２がアンカー孔３２に挿入してドライウォール１に穴明けする。その結果、締結部材の先端８は、締結部材２がアンカー１０に押し込まれながら、肩３０に当接すると共に滑る。その結果、締結部材２は略前方に進み、肩３０が曲がり、第１の脚２４が外側に旋回し、両脚２４，２６が固定状態の位置に強制的に動かされるまで脚２４，２６が互いから離れるように旋回し、脚２４，２６がドライウォール１に対してねじこまれる。こうしてアンカー１０の引抜き力が増大する。

ドライウォール１にアンカー１０を押し込みは、ドライウォール前面５０の所望の位置でドリルチップ２８を配置することによって達成され、フランジ３８の孔４０の中へドライバを挿入するなどして、トルク伝達面を有するフィリップス・スクリュードライバなどの回転押し込み工具（不図示）のドライバを係合し、アンカー１０を回転し、その結果、ドリルチップ２８がドライウォール１に穴明けする。最後に、ドリルチップ２８はドライウォール１を挿通し、アンカーの雄のねじ山２２がドライウォール１に対応するねじ４４を形成して係合する。ドリルチップ２８は、フランジ３８がドライウォール１に当たるまで、アンカー１０を前方に押し込むことを続け、先端３８がドライウォール１の中で着座する。その結果、アンカー１０はドライウォール前面５０に関して同一面になる。

締結部材２は、締結部材の先端８を孔４０に配置することによって孔３２の中へ挿入される。締結部材２はスクリュードライバなどの回転押し込み工具によって回転される。その結果、締結部材２をアンカー孔３２へ押し込みつつ、締結部材のねじ山９がスプライン３６の中で対応するねじ山を形成するためにスプライン３６と係合する。

最後に、締結部材２が孔３２に押し込まれるとき、締結部材の先端部９が、アンカー孔３２の端で肩３０に当接する。締結部材２がさらに前方に押し込まれるとき、締結部材の先端部９が、肩３０に沿ってスライドし、肩３０を締結部材２から離れる横方向外側に曲げる。その結果、第１の脚２４が締結部材２から離れて旋回する。締結部材２の部分は、第２の脚２６を外側に曲げる。一実施形態において、締結部材２の部分は、第２の脚２６を締結部材２から離れる外側へ旋回するように、孔３２のテーパ部９８と係合する。脚２４，２６が外側に曲げられたとき、それらは、ドライウォール１にねじ込まれる。アンカーのねじ山２２がさらにドライウォール１に係合し、アンカー１０の引抜き力を増加する。好ましくは、ねじ山２２はアンカーボディ１２上で軸方向に配置されている。その結果、ねじ込みステップは、図７に示されるように、ドライウォール１に少なくとも一つの脚２４，２６にあるねじ山２２の部分１００ａ，１００ｂをねじ込むことを含む。

本発明のセルフドリルアンカーは、挿入が容易な装置を提供する。その結果、トグルボルト又は他のより複雑な装置に比較して増加した引抜き力をもたらしつつ、伝統的なセルフドリルアンカーに付加的なステップを必要とすることがない。これは、挿入方法はセルフドリルアンカーと同一であるが、使用者にとって重要な効果を提供する。しかし、挿入を難しくすることなく、トグルボルトを挿入することと関連して、より大きい引抜き力をもたらす。

本発明に係る上記説明により、当業者は、現在最良の形態と考えられるものを製造し使用することができるとともに、当業者は、例示した特定の実施形態及び方法の変形、組み合わせ、及び均等なものが存在することを、理解できるであろう。従って、本発明は、上記の実施形態及び方法に限定されるものではなく、特許請求の範囲のあらゆる実施形態及び方法に関するものである。

ドリル状態におけるセルフドリルアンカーの側面図である。 ドリル状態におけるセルフドリルアンカーの平面図である。 セルフドリルアンカーのフランジ後端の正面図である。 図２の４−４線に沿って切断したドリル状態におけるセルフドリルアンカーの断面図である。 図１の５−５線に沿って切断したドリル状態におけるセルフドリルアンカーの断面図である。 脆性材料に挿入されたセルフドリルアンカーの部分側面図であり、細長い締結部材がアンカーの脚を旋回させ、固定状態に変化している。 アンカー脚を固定状態へ旋回させている細長い締結部材を有するセルフドリルアンカーの側断面図である。

Claims (7)

1. 軸を有するボディと、フランジ後端と、ドリル前端と、前記フランジ後端と前記ドリル前端との間でねじ山が形成された外面を有する略円柱状部と、を備え、
   前記ドリル前端は、第１の傾斜切れ刃と第１の横切れ刃を有する第１の部分と、第２の傾斜切れ刃と第２の横切れ刃を有する第２の部分とを含むフラット状のブレードを備え、前記第１の横切れ刃と前記第２の横切れ刃は前記軸に対して平行に形成され、前記第１の傾斜切れ刃と第２の傾斜切れ刃は横方向内側で一緒になる先端を形成するために前方に向かって傾斜し、前記第１の部分及び第２の部分が、前記円柱状部の直径を通る平面に沿って相互にオフセットされ、
   前記ボディは、前記フランジ後端から第１の脚及び第２の脚へ所定の距離で始まって分岐点で分岐し、前記第１の脚はドリルチップへ向かって前方へ延びると共に、前記軸に関して外側に鈍角で傾斜した略後方向きの肩を有し、
   前記第１の脚及び前記第２の脚は、一対のスリットによって互いから区別され、該一対のスリットは、前記分岐点で始まり、前記外面と前記略円柱状部の前記ねじを通って実質的に延長し、前記スリットは、前記外面の略反対側に存在し、
   前記スリットは、前記第１の脚及び前記第２の脚上で、隣接部分に関して鋭角で傾斜する直線部を含む連結歯を規定するジグザグ形状を有し、前記スリットのそれぞれの最も前側部分は、前記略後方向きの肩の最前端及び最外端へ向かって、前記略後方向きの肩の周辺の方に進み、
   前記ボディは、細長い締結部材を受容するための一つ軸孔を有し、該軸孔は前記フランジ端と前記略円柱状部とを通って実質的に延長すると共に前記略後向きの肩に至り、
   前記アンカーは、前記第２の脚が前記第１の脚の前記略後方向きの肩の背後に入るドリル状態と、前記第１の脚及び前記第２の脚が互いから離れて旋回する固定状態とを有し、前記ドリル状態のときに前記一対のスリットの前記連結歯が共に噛み合い、前記固定状態のときに前記第１の脚及び第２の脚が互いから離れて旋回すると共に前記一対のスリットの前記連結歯が前記細長い締結部材のねじ山の間に係合する、脆性材料に使用するためのセルフドリルアンカー。
2. 前記一対のスリットのそれぞれの最後端が丸く形成された、請求項１に記載のセルフドリルアンカー。
3. 前記一対のスリットのそれぞれの最後端が小孔を含む、請求項１に記載のセルフドリルアンカー。
4. 前記ドリルチップが、切れ刃面及び先端を有する略平坦なドリルブレードを備える、請求項１に記載のセルフドリルアンカー。
5. 前記細長い締結部材は、該細長い締結部材の先端が前記略後方向きの肩に当接して滑るまで、前記軸孔に挿入され、前記前記第１の脚及び第２の脚が前記固定状態になるまで略前方に進み続ける、請求項１に記載のセルフドリルアンカー。
6. 前記略後方向きの肩に近接する前記軸孔の部分が、前記略後方向きの肩に向かって漸次細く形成されている、請求項１に記載のセルフドリルアンカー。
7. 軸を有するボディと、フランジ後端と、ドリル前端と、前記フランジ後端と前記ドリル前端の間でねじが形成された外面を有する円柱状部を備え、
   前記ドリル前端は、第１の傾斜切れ刃と第１の横切れ刃を有する第１の部分と、第２の傾斜切れ刃と第２の横切れ刃を有する第２の部分とを含むフラット状のブレードを備え、前記第１の横切れ刃と前記第２の横切れ刃は前記軸に対して平行に形成され、前記第１の傾斜切れ刃と第２の傾斜切れ刃は横方向内側で一緒になる先端を形成するために前方に向かって傾斜し、前記第１の部分及び第２の部分が、前記円柱状部の直径を通る平面に沿って相互にオフセットされ、
   前記ボディは、前記フランジ後端から第１の脚及び第２の脚に向かって所定の距離で始まるジグザグ形状の一対のスリットに沿って分岐し、前記一対のスリットは、前記第１の脚及び前記第２の脚上で隣接部分に関して鋭角で傾斜する直線部を含む連結歯を規定し、
   前記第１の脚は、フラット状ブレードの中へ前方に向かって延びると共に、前記軸に関して外側へ鈍角で傾斜した略後方向きの肩を有し、前記スリットのそれぞれの最前部は、前記略後方向きの肩の最前端及び最外端に向かって前記略後方向きの肩の周辺に進み、
   前記ボディ内で細長い締結部材を受承するための同軸中心孔は、前記フランジ後端及び前記円柱状部を通過して実質的に延長すると共に前記略後方向きの肩に導かれ、
   前記アンカーは、前記第２の脚が前記第１の脚の前記略後方向きの肩の背後に入るドリル状態と、前記第１の脚及び前記第２の脚が互いから離れて旋回する固定状態とを有し、前記ドリル状態のときに前記一対のスリットの前記連結歯が共に噛み合い、前記固定状態のときに前記第１の脚及び前記第２の脚が互いから離れて旋回すると共に前記一対のスリットの前記連結歯が前記締結部材のねじ山の間に係合する、脆性材料に使用するためのセルフドリルアンカー。

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