JP5399522B2 - 減衰装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロッド状のアンカーのための貫通開口部を有する減衰装置に関する。この種の減衰装置は、構成部材を、アンカーを介して係着ベースに取り付けるために用いられるものである。係着ベースに取り付けられ又は固定される構成部材は、取り付けるべき製品若しくは固定すべき製品とも呼ばれ、１つのアンカーに通される１つの穴を有し、或いは各アンカーに通される複数の穴を有している。例えば基礎、天井若しくは壁等である係着ベースは、例えば煉瓦、コンクリート、岩、石材等から成っている。係着ベースに固定されるアンカー（固定具又は留め金）は、一般的にロッド状であり、端部にねじを有し、或いは全長にわたってねじを有しており、ねじは、係着（固定）された状態で係着ベースから突出していて、後端とも呼ばれる。構成部材（構成要素）をアンカーに装着した後に、構成部材は、アンカーのねじにナットをねじはめかつ締め込むことにより、係着ベースに対して押圧され、即ち締め付けられるようになっている。係着ベースへのアンカーの係着（植設又は結合）、つまり取り付け（固着又は固定）は、通常は機械的若しくは化学的に行われる。機械的な係着は、一般的に穿孔により形成される、アンダーカットなしの穴若しくはアンダーカットされた穴内における拡開スリーブ若しくは拡張栓の拡開に基づき行われる。化学的な係着は、係着ベースの穴内におけるアンカーの素材結合により、つまり例えば接着剤若しくはモルタルを用いた接着又は接合により行われる。

係着ベースに対して押圧された、つまり締め付けられた構成部材は、アンカーに対して横方向には、つまり、係着ベースの表面に対して平行な方向には係着ベースとの摩擦力によって保持される。高い負荷（過負荷又は超過荷重）の発生の場合にのみ、係着ベースと構成部材との間の摩擦力が超えられて、構成部材が係着ベースに対して移動するようになる。つまり、過負荷（又は超過荷重）は、係着部の破壊を引き起こすのではなく、上述のように、取り付けられている構成部材を係着ベースに対して移動させることになる。過負荷は、例えば地震などの際に発生する。係着ベースに対する構成部材の移動に要する力は、減衰装置により高められ得るものである。減衰装置の本来の目的は、いずれにしてもその１つの目的は、一般的に過負荷の発生の際に、係着ベースに対する構成部材の（限定的な）移動を可能にすることに基づき、アンカー、ひいては構成部材に作用する負荷（荷重）を減少させると同時に、構成部材の移動に抗する作用を形成することにある。これにより、例えば地震時の構成部材の衝撃応力が減少される。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１３４８０９Ａ１号明細書には、硬質の材料、例えばコランダム若しくは硬質合金から成る角張った粒子を有するディスク状の摩擦力増強部材として、座金が開示されている。摩擦力増強部材としての座金は、係着ベースと構成部材との間に用いるために、係着ベースに係着されかつ係着ベースから突出するロッド状のアンカーに被せはめられて、構成部材を係着ベースに対して押圧するようになっている。座金から突出する粒子が、係着ベースへの構成部材の締め付けに際して、係着ベース及び構成部材の互いに向き合う表面内に食い込んで、構成部材と係着ベースとの間の摩擦を増大させるようになっている。つまり、該座金は、構成部材と係着ベースとの間の、互いに向き合う表面に対して平行な、即ちアンカーに対して横方向若しくは半径方向の伝達力を高めるものであり、これによってアンカーの横方向応力は減少される。しかしながら、係着ベースに作用する衝撃は、減少されることのない強さ又は大きさで、係着ベースに固定された構成部材へ伝達されてしまうことになる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３３１０９７Ａ１号明細書は、アンカーに皿ばねセットを被せはめる構成を開示しており、皿ばねセットを介して、アンカーが構成部材を係着ベースに締め付けるようになっている。皿ばねは、アンカーにより生ぜしめられる締め付け力を、弛緩の際に補償して維持するものである。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１０６８４４Ａ１号明細書にも同様の装置が開示されており、この場合も皿ばねセットがアンカーに被せはめられるようになっている。皿ばねセットはケース内に収容されており、ケースは、ケースがアンカーの設置の際に開かれるまで、皿ばねをまとめているものである。ケースを開くことにより、皿ばねが解放されて、固定すべき構成部材を係着ベースに対して押圧するようになっている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６２５１７６Ａ１号明細書は、リング状の弾性要素を用いた化学的な係着を開示しており、弾性要素はアンカーロッドの前の端部に配置されている。弾性要素は、穴底部の近傍で係着用のモルタルの下側に位置している。弾性要素は、弛緩の際の締め付け力の減少を防止するために、アンカーの軸線方向に伸びるようになっていて、かつ動荷重の際のアンカーの軸線方向の負荷を減少させるものである。

本発明の課題は、アンカーを介して構成部材を係着ベースに取り付ける場合に用いられる減衰装置を提供し、該減衰装置によって、例えば地震の際に発生するような衝撃的な横荷重を減衰することである。

前記課題は、本発明に基づき請求項１に記載の構成により解決される。本発明に基づく減衰装置は、ケーシングを有しており、ケーシング内にエラストマースリーブが収容されている。特に、ケーシングはエラストマースリーブのための一種の枠又はホルダーを成すものである。ケーシング及びエラストマースリーブは、装着された状態では、つまり、例えば構成部材を係着ベースに取り付けて固定するために減衰装置が構成部材の孔内に挿入された状態ではアンカーを取り囲んでいる。エラストマースリーブは、ケーシング内で据え込まれるようになっており、このことは、エラストマースリーブの軸線方向の押し縮め、つまり、エラストマースリーブの、アンカーの軸線方向での押し縮めを意味し、言い換えると、エラストマースリーブの軸線方向の寸法（長さ）を縮めることを意味するものである。据え込みによって、エラストマースリーブは、半径方向に、つまり内側へも外側へも伸長することになる。即ち結果として、エラストマースリーブは、内側で、エラストマースリーブを貫通するアンカーに遊びなく、それも初期荷重を伴って接触（当接）すると共に、外側で、エラストマースリーブを受容するケーシングに遊びなく初期荷重を伴って接触することになる。据え込みによるエラストマースリーブの遊びの除去、つまり据え込みの後のエラストマースリーブの密着性又は圧着性に基づき、利点として、空動きなしの減衰作用、つまり遊び運動なしの減衰作用が達成され、減衰作用は、アンカーに対して横方向若しくは半径方向に、つまり、係着ベースと係着ベースへ取り付けられる構成部材との互いに向き合った平面に対して平行な方向に有効なものである。更なる利点が、エラストマースリーブの据え込みによる減衰装置のセンタリング又は中心位置決めである。

本発明に基づく減衰装置は、ロッド状のアンカーのための貫通開口部（通し案内開口部）を有しており、つまり、減衰装置は、全体的にリング状若しくはスリーブ状である。エラストマースリーブは弾性的であり、若しくは著しく弾性的である。エラストマースリーブの必要に応じて与えられる付加的な塑性特性は、減衰作用の更なる改善に寄与することになるものであり、塑性変形された部分は、再度の負荷又は荷重に際してもはや減衰作用にかかわらなくなっている。エラストマースリーブの体積は、おおよそ非圧縮であると見なされるものである。エラストマースリーブは、減衰装置のケーシング内において減衰装置を貫通するアンカーの周囲の環状の空間を、据え込みに基づき完全に満たして、前述のように、内側でアンカーに遊びなく接触し、かつ外側でケーシングに遊びなく接触するようになっている。据え込み力は、エラストマースリーブを内側でアンカーに、かつ外側でケーシングに接触させる初期荷重（初期応力）を調節するために、高められ得るようになっている。

本発明の構成によれば、ケーシングに被せはめるようにねじはめられるねじ結合部材若しくはケーシング内にねじ込まれるねじ結合部材が設けられている。ねじ結合部材をケーシングにねじはめ若しくはケーシング内にねじ込むことにより、エラストマースリーブが据え込まれて、その結果、既に述べてあるように、内側でロッド状のアンカーに遊びなく接触させられると共に、外側でケーシングに遊びなく接触させられ、かつ、エラストマースリーブを内側でアンカーに接触させると共に外側でケーシングに接触させる初期荷重が、調節されるようになっている。本発明の形態によれば、ねじ付き閉鎖部材を設けてあり、ねじ付き閉鎖部材のねじ込みによってエラストマースリーブが据え込まれるようになっている。

本発明の構成によれば、ケーシングから有利には半径方向で外側へ突出する係合要素が設けられている。係着ベースへ取り付けるべき構成部材と係合する係合要素（軸線方向で構成部材を覆う部分若しくは構成部材と重なる部分）は、半径方向フランジ（半径方向つば）によって形成され、若しくは環状段部によって形成されている。係合要素（覆い部分若しくは重なり部分）は、外側へ突出する出張り又は突起部若しくは耳状部分等であってよい。有利には、直径方向で互いに相対して位置する少なくとも２つの出張り若しくは耳状部分を設けてある。２つの、若しくは２つより多い複数の出張り若しくは耳状部分は、ケーシングの周囲にわたって等角度間隔に分配して、或いは互いに異なる角度間隔で分配して設けられている。装着された状態では、ケーシングの係合要素は、取り付けるべき構成部材を、構成部材の、係着ベースとは逆の側の外面を覆っており、つまり構成部材の外面に係合している。係合要素を用いて、構成部材は、構成部材と係着ベースとの間の摩擦結合又は摩擦接続を得るために、係着ベースに対して押圧される。減衰装置自体は、荷重が構成部材から直接に係着ベースへ伝達されるために、つまり荷重が減衰装置を介して伝達されないために、係着ベースに対しては締め付けられないようになっている。

次に本発明を図示の実施形態に基づき詳細に説明する。

本発明に基づく減衰装置の斜視図である。 図１の減衰装置の分解状態での斜視図である。 図１の減衰装置の分解状態での断面図である。 図１の減衰装置の装着された状態での断面図である。

図面に示してある本発明に基づく減衰装置１は、エラストマースリーブ２、ケーシング３及びねじ付き閉鎖部材４を有している。エラストマースリーブ２は、ほぼ長方形の縦断面形状を有し、かつ両方の端面に円錐形の浅い凹み部５を備えている。エラストマースリーブ２は、エラストマーリングとして理解されてよいものであり、エラストマースリーブ２の形状は重要ではなく、重要なことは、エラストマースリーブ若しくはエラストマーリングの減衰特性であり、かつ、エラストマースリーブ若しくはエラストマーリングが、装着された状態では、エラストマースリーブ若しくはエラストマーリングを貫通するアンカー６を取り囲んでいて、更にケーシング３内の、アンカー６を取り囲む環状空間を満たしていることである（図４）。エラストマースリーブ２は、その内周に、アンカー６のねじ２４との係合のためのねじ若しくは環状のみぞ部７を有していてよいものの、ねじ（ねじ部）若しくは環状のみぞ部７は必須のものではない。ねじ若しくは環状のみぞ部は、図示されていないものの、エラストマースリーブ２の外周にも設けられていてよいものである。エラストマースリーブ２は、弾性的であり、つまり、著しく弾性的に変形し、しかしながら実質的に非圧縮性であるとみなされるものである。

ケーシング３は、管状であり、かつ穴あきプレート状の底部８を備えており、該底部の中心穴９は、エラストマースリーブ２の内径よりも大きな直径を有している。ケーシング３は、別の端部に外側へ突出するラジアルフランジ１０を備えており、かつ内周に雌ねじ１１を有している。ケーシング３は、例えば鋼から成っていてよく、或いは別の金属又は合金若しくはプラスチックから成っていてよいものである。

ねじ付き閉鎖部材４は、管状であり、ケーシング３の雌ねじ１１内へねじ込まれる雄ねじ１２、及びねじまわし工具若しくはスパナ又はレンチがかけられる六角部１３を有している。ねじ付き閉鎖部材４は、例えば鋼、或いは別の金属又は合金若しくはプラスチックから成っている。エラストマースリーブ２の軸線方向に貫通する内部穴１４、管状のケーシング３、その底部８の中心穴９、並びにねじ付き閉鎖部材４の軸線方向の貫通穴１５は、減衰装置１において、ロッド状のアンカー６のための貫通開口部を形成している。

図４は、例えば基礎、天井（上階の床或いは屋根の構造体の下面）若しくは壁等である係着ベース１７へのロッド状のアンカー６による構成部材１６の取り付けを示している。アンカー６は、拡開可能な拡開スリーブ１８を備えた拡張アンカー又はエクスパンション・アンカー若しくは拡張栓として形成されており、拡開スリーブ１８は、係着ベース１７の穿孔穴１９内に挿入されて、係着又は固着のために拡開させられている。アンカー６は、係着ベース１７から突出している。構成部材１６は、円筒形の貫通穴２０を有しており、該貫通穴の直径は、ケーシング３の外径に相当している。ケーシング３を構成部材１６の貫通穴２０内へ容易に挿入するために、ケーシング３は面取り２１を有している。ケーシング３は、フランジ１０の下面までの軸線方向の寸法が、構成部材１６の厚さよりも小さくされており、つまり、ケーシング３のフランジ１０の下面とケーシング３のフランジ１０とは逆の側の端面との間の軸線方向の寸法（軸線方向の長さ又は高さ）は、構成部材１６の厚さよりも短くなっており、従って、ケーシング３は、装着された状態で、つまり挿入された状態で係着ベース１７には接触しないようになっている（図４）。構成部材１６が、その貫通穴２０を介して、係着ベース１７から突出するアンカー６に装着され、次いで、ケーシング３が、該ケーシング内に挿入されたエラストマースリーブ２と一緒に、アンカー６に被せ嵌められて、構成部材１６の貫通穴２０内に導入される。ねじ付き閉鎖部材４は、アンカー６へのねじ付き閉鎖部材４の被せ嵌めの際には既にケーシング３の雌ねじ１１内にねじ込まれていてよく、つまり、ねじ付き閉鎖部材４は、アンカー６へのケーシング３の被せ嵌めの前にケーシング３の雌ねじ１１内にねじ込まれていて、アンカー６へのケーシング３の被せ嵌めに伴って、アンカー６に被せ嵌められるようになっており、或いは、ねじ付き閉鎖部材４は、アンカー６へのケーシング３の被せ嵌めに続いて、ケーシング３の雌ねじ１１内にねじ込まれてよく、つまり、ねじ付き閉鎖部材４は、アンカー６へのケーシング３の被せ嵌めの後に、アンカー６に被せ嵌められて、アンカー６へ既に被せ嵌められているケーシング３内にねじ込まれるようになっている。ねじ付き閉鎖部材４は、アンカー６への被せ嵌めの後に、ケーシング３内への該ねじ付き閉鎖部材のねじ込みによって、エラストマースリーブ２を据え込む、つまり、エラストマースリーブ２をその軸線の方向で短くするようになっている。エラストマースリーブの据え込みのための、ケーシング内へのねじ付き閉鎖部材のねじ込みによって、実質的に非圧縮性であるとみなされるエラストマースリーブ２は、半径方向に伸長されて、エラストマースリーブ２の内径が減少され、かつエラストマースリーブ２の外径が増大される。これによって、エラストマースリーブ２は、内側へアンカー６に向けて押圧されて、アンカー６のめじ２４内に入り込み、かつ外側へケーシング３に向けて押圧されて、ケーシング３の雌ねじ１１内に入り込むことになる。減衰装置１のケーシング３は、エラストマースリーブ２をホルダー若しくは枠のように取り囲んでいる。エラストマースリーブ２は、内側でアンカー６に遊びなく接触し、かつ外側でケーシング３に遊びなく接触している。エラストマースリーブ２を内側及び外側へ押圧するプレストレス（初期荷重又はプレロード）は、ケーシング３の雌ねじ１１内におけるねじ付き閉鎖部材４の回動（ねじ回し）によって変えられるものである。エラストマースリーブ２の弛緩により低下するプレストレスは、ねじ付き閉鎖部材４の増し締めによって調整される。

本発明に基づく減衰装置１のケーシング３内へのねじ付き閉鎖部材４のねじ込みによりエラストマースリーブ２を据え込み、かつ必要に応じてプレストレスした、即ち締め付けた後に、アンカー６のねじ２４に、座金２２が被せ嵌められ、次いでナット２３がねじはめられる。この場合に、ねじ付き閉鎖部材４は、ナット２３と一緒に回動しないように保持され、或いは、ねじ付き閉鎖部材４は、エラストマースリーブ２を据え込み、かつ必要に応じて締め付けた後にケーシング３内に回動不能に固定され、つまり、例えば回動ロック用ワニスを用いて、若しくはエンボス加工部内への係合により、即ち、ケーシング３とねじ付き閉鎖部材４との間の接合部の領域でケーシング３及び／又はねじ付き閉鎖部材４に設けられてねじ付き閉鎖部材４をケーシング３に対して回動不能にロックする塑性変形加工部により、固定されるようになっている。ナット２３の締め込みにより、取り付けるべき構成部材１６が、係着ベース１７に対して押圧され、その結果、係着ベース１７に固着される。つまり、ナット２３は、座金２２、ねじ付き閉鎖部材４、及びケーシング３のラジアルフランジ１０を介して構成部材１６を係着ベース１７に対して押圧し、即ち締め付けており、ケーシング３は、図４から見て取れるように、係着ベース１７には接触していない。ラジアルフランジ１０は、一般的に、装着された状態では、係着ベース１７に固定されるべき構成部材１６と、係着ベース１７とは逆の側で重なって、即ち係合し、これにより該構成部材１６を係着ベース１７に対して締め付ける係合要素とみなされるものである。エラストマースリーブ２の内径は、図示の実施形態のように、アンカー６、特にねじ２４の直径よりも小さくなっていてよいものである。このような構成は、しかしながら必須ではなく、エラストマースリーブ２の内径は、アンカー６、特にねじ２４の直径と同じか、若しくは該直径よりも大きくなっていてよいものである。ケーシング３内へのねじ付き閉鎖部材４のねじ込みによりエラストマースリーブ２を据え込むことに基づき、エラストマースリーブ２は、既に述べてあるように、内側へアンカー６に向けて押圧されて、該アンカーと遊びなく接触し、この場合に、ねじ付き閉鎖部材４の締め込みにより、プレストレスが形成されるようになっている。減衰装置１は、エラストマースリーブ２を介して、構成部材１６の貫通穴２０を、アンカー６に対して同軸的に位置決めし、即ち中心位置決め又はセンタリングしており、構成部材１６がアンカー６に遊びなく固定されている。

ナット２３により係着ベース１７に対して押圧され、即ち係着ベース１７に締め付けられた構成部材１６は、摩擦力により移動力に抗して係着ベース１７に保持されている。構成部材１６と係着ベース１７との間の摩擦力が、例えば地震の際に生じる高い荷重又は負荷によって超えられると、構成部材１６は係着ベース１７に対して移動することになる。該移動に対して、エラストマースリーブ２が変形されて、係着ベース１７に対する構成部材１６の移動運動を減衰することになる。

１ 減衰装置、 ２ エラストマースリーブ、 ３ ケーシング、 ４ ねじ付き閉鎖部材、 ５ 凹み部、 ６ アンカー、 ７ ねじ若しくは環状のみぞ部、 ８ 底部、 ９ 中心穴、 １０ ラジアルフランジ、 １１ 雌ねじ、 １２ 雄ねじ、 １３ 六角部、 １４ 内部穴又は中心孔、 １５ 貫通穴、 １６ 構成部材、 １７ 係着ベース、 １８ 拡開スリーブ、 １９ 穿孔穴、 ２０ 貫通穴、 ２１ 面取り、 ２２ 座金、 ２３ ナット、 ２４ ねじ

Claims (3)

1. 減衰装置であって、ロッド状のアンカー（６）のための貫通開口部を有している形式のものにおいて、前記減衰装置（１）は、ケーシング（３）を備えており、該ケーシング内にエラストマースリーブ（２）を収容してあり、該エラストマースリーブ（２）は、装着された状態で前記アンカー（６）を取り囲んでおり、かつ前記エラストマースリーブ（２）は、前記ケーシング（３）内で据え込まれるようになっており、これによって前記エラストマースリーブ（２）は、半径方向に伸長して、内側で前記アンカー（６）に遊びなく接触すると共に、外側で前記ケーシング（３）に遊びなく接触していることを特徴とする減衰装置。
2. 前記ケーシング（３）は、ねじ付き閉鎖部材（４）を有しており、前記エラストマースリーブ（２）は、前記ねじ付き閉鎖部材（４）のねじ込みによって据え込まれるようになっている請求項１に記載の減衰装置。
3. 前記ケーシング（３）は、外側へ突出する係合要素（１０）を有しており、該係合要素は、装着された状態で、固定すべき前記構成部材（１６）に係合している請求項１に記載の減衰装置。

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