JP5480039B2 - 抜け抵抗性セラミック製インサート - Google Patents

Description

本発明は抜け抵抗性セラミック製インサートに関し、セラミック製インサートとコイルばねとの一体化を容易かつ確実にするようにしたものである。

従来、コンクリート部材２からインサート金具１を抜き出そうとする力に対抗するために、本体部３とアンカー部４の外周部にスパイラル筋５を設けたもの（
例えば、実開昭６３−８１９９８号公報参照）や、本件出願人が関与したもので筒体１１の外側にスパイラル筋１２を巡らしてその両端を筒体に固定したもの（特開２００８−０１４１００号公報）が知られている。

実開昭６３−８１９９８号公報 特開２００８−０１４１００号公報

特許文献１に記載の考案は、スパイラル筋５をインサート金具１に固定するために、本体部３およびアンカー部４に固定用鉄筋１３が設けられている。また、この文献１の第３図及びその説明には、スパイラル筋５をインサート金具１に固定する別のやり方として、一端部をアンカー部４よりも小さい径としてこのアンカー部４に係止させ、その大径部側をアンカー部４に溶接した固定用鉄筋１３に係止したものが示されている。

何れの場合も固定用鉄筋１３が不可欠で、インサート１が金属製であるため固定用鉄筋１３を溶接できるが、セラミック製の場合は固定用鉄筋１３の溶接は期待できない。また、スパイラル筋５と固定用鉄筋１３は固定されているため、大型のコンクリート製品等で複雑に配筋されている場合、スパイラル筋５や固定用鉄筋１３が配筋と干渉してインサート金具１の設置が困難になる。

また、特許文献２に記載の発明で使用されるインサート１０は金属製なので、スパイラル筋１２の両端を溶接できるが、本発明のようにセラミック製では溶接が不可能である。スパイラル筋１２をインサート１０と一体化すると、複雑な配筋間にインサートを挿入する際にスパイラル筋が配筋と干渉しても避難したり迂回させることが困難で、結局挿入不能となることがある。

本発明は、コイルばねをこのセラミック製インサートの外面に圧止するようにし、複雑な配筋の場合、インサートを先に配筋間に通して所定位置に配置し、後からコイルばねを配筋と干渉しないように撓ませ、あるいは回転させながら送り込んでインサートに圧止させ、又はコイルばねを圧止した状態のままインサートを配筋間に挿入して所定位置に配置し、挿入途中でコイルばねが配筋と干渉したときにはコイルばねを回転させて干渉を逃れるようにし、以って設置の容易化とコイルばねの位置決めの確実化を図れる抜け抵抗性セラミック製インサートを提供することを目的とする。

（請求項１) 本発明にかかる抜け抵抗性セラミック製インサートのインサートは、一端部に開口を有するボルト孔を軸線上に有し、外面が該一端部から他端部に向かって拡径する異形面となっている。該異形面に該軸線上で間隔を保って大係止部と小係止部を有する。また、コイルばねは、一端に該大係止部の外径より小さい内径の大ループ部を備え、他端に内径が該小係止部の外径より小さく該インサートの該一端部の外径より大きい小ループ部を備えている。このコイルばねの全長は該両係止部の間隔より大きい。そして、このコイルばねが圧縮状態で、該大ループ部が該インサートの該大係止部に係合し、該小ループ部が該小係止部に係合するようになっている。

該異形面はボルト孔に螺合したボルトに引き抜き荷重がかかったとき、その荷重をコンクリート製品に分散支持させてインサートの脱出を防ぐためのもので、一般的に採用されている手段である。またコイルばねもインサートの抜け抵抗を増大させるために採用されている手段であり、インサートが金属製の場合はコイルばねを溶接して取り付けることができたが、溶接は面倒な作業であった。しかも、セラミック製の場合は溶接による取り付けは不可能である。

本発明で、コイルばねの大ループ部を先にしてセラミック製インサートに該開口側から嵌め込んで行くと、大ループ部の内周面が大係止部の外周面と線接触し、それ以上の移行を阻止される。ここで小ループ部を該インサートに該開口側から嵌め込んで大ループ部方向へ押圧して行く。小ループ部は移行中、該インサートの異形面と接触した後は強制的に拡径されて行き、小係止部に到達するとこの強制力から解放されて縮径し、小係止部と係合する。コイルばねの非供用時の大ループ部と小ループ部間の寸法は、該インサートの大係止部と小係止部間の寸法より大きいので、該インサートとの係合状態でコイルばねは圧縮されており、大ループ部は大係止部と、また小ループ部は小係止部と、それぞれ弾発係合を保つ。

この状態では、コイルばねがインサートに対して圧接しているだけなので付設作業が容易で、両者は相対的に回動自在なので、インサートを配筋間に挿通して所定位置に設置する際、コイルばねが配筋と干渉したらコイルばねをインサートから外し、先ずインサートを配筋間に通して所定位置に設置し、次いでコイルばねを配筋間に通してインサートに付設すればよい。また、インサートにコイルばねを付設した状態で配筋間に挿通しようとした場合にコイルばねが配筋と干渉したら、コイルばねを回転させて干渉から逃避させればよい。

本発明では、インサートを以下のように構成してもよい。ボルト孔の開口側と閉塞側にピッチが同じの雌ねじを設けておく。それぞれの雌ねじに螺合する各別の雄ねじを同一軸部材に設けておけば、この軸部材を回転することにより、各雄ねじを各雌ねじと螺合させ、あるいは離脱させることができる。また、該閉塞側の雌ねじの谷径は該中間部の内径と同じか小さく、該開口側の雌ねじの内径は該中間部の内径と同じか大きくする。これにより、コンクリート製品の操作用ボルトをボルト孔に挿入して内端の雌ねじと螺合させる際、開口側の雌ねじや中間部と干渉することがなく、挿入が容易で、螺合作業もし易い。

（請求項２)該異形面は、該開口のある筒状部、自身の小径部で該筒状部の大径部に続く円錐筒状部、及び自身の小径部に該円錐筒状部の大径部が段差部を介して続く砲弾状部で形成されていてもよい。
こうすると、該異形面は、該開口側で外径が小さく、開口側と反対側で外径が大きくなる形状なので、開口側に作用する大きな引張力をコンクリート製品に分散して十分に対抗できる。

（請求項３）該筒状部は該小係止部側の部分がリブ部となっていてもよい。
こうすると、原料を節約でき、インサートに螺合したボルトに軸線と角度をなして偏荷重が加わることによって該筒状部に剪断荷重が加わっても、該筒状部はリブ部により補強されているので、ひび割れを生じたり、破壊する恐れがなく、また、このリブ部はインサートの回わり止めの作用も果たす。

（請求項４）該コイルばねの該大ループ部は直線部を介して本体部と連続していてもよい。
こうすると、該大ループ部が該大係止部と線接触する距離を長くとれ、係止が安定する。

（請求項５）該コイルばねの該小ループ部は直線部を介して該本体部と連続していてもよい。
こうすると、該小ループ部が該小係止部と線接触する距離を長くとれ、係止が安定する。

（請求項６）該小係止部は該リブ部の端面となっていてもよい。
こうすると、該小ループ部を該小係止部に容易に係合できる。

（請求項７）該端面は該コイルばねの断面形状の円弧面に合致する円弧面となっていてもよい。
こうすると、該コイルばねは該端面と面接触するので、係止が一層安定する。

本発明によれば、コイルばねがインサートに対して圧接しているだけなので付設作業が容易で、両者は相対的に回動自在であり、インサートを配筋間に挿通して所定位置に設置する際、コイルばねが配筋と干渉する場合は先ずインサートを配筋間に通して所定位置に設置し、次いでコイルばねを配筋間に通してインサートに付設させればよい。また、インサートにコイルばねを付設した状態で配筋間に挿通しようとした場合にコイルばねが配筋と干渉したら、コイルばねを回転させて干渉を回避させるようにすればよい。

請求項２によれば、該異形面は、該開口側で外径が小さく、開口側と反対側で外径が大きくなる形状なので、開口側に作用する大きな引張力をコンクリート製品に分散して十分に対抗できる。

請求項３によれば、原料の節約ができ、インサートに螺合したボルトに軸線と角度をなして偏荷重が加わることによって該筒状部に剪断荷重が加わっても、該筒状部はリブ部により補強されているので、ひび割れを生じたり、破壊する恐れがなく、また、このリブ部はインサートの回わり止めの作用も果たす。

請求項４によれば、該大ループ部が該大係止部と線接触する距離を長くとれ、係止が安定する。

請求項５によれば、該小ループ部が該小係止部と線接触する距離を長くとれ、係止が安定する。

請求項６によれば、該小ループ部を該小係止部に容易に係合できる。

請求項７によれば、該コイルばねは該端面と面接触するので、係止が一層安定する。

本発明にかかる抜け抵抗性セラミック製インサートの具体例を、インサートにコイルばねを付加した状態で示す正面図である。 図１のII−II矢視図で、インサートの大係止部とコイルばねの大ループ部の係合状態を示すものである。 図１のIII−III矢視図で、インサートの小係止部とコイルばねの小ループ部の係合状態を示すものである。 インサートの縦断面図で、左半分は隣り合うリブ部３１間での断面として筒状部２１の構成を明らかにしてある。 図４のア部詳細図である。 図４のイ部詳細図である。 インサートの製造方法の説明図である。

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して、説明する。
（請求項１）図１及び図４で、Ｔはセラミック製のインサート、Ｃはコイルばねを示している。
セラミック製のインサートＴは軸線Ｘ上に、一端部１に開口２を有し他端が閉塞したボルト孔３を有し、外面が一端部１から他端部４に向かって拡径する異形面５で、この異形面５に軸線Ｘ上で間隔Ｌ_１を保って大係止部６と小係止部７を有する。

コイルばねＣは、図２及び図３で分かるとおり、一端にインサートＴの大係止部６の外径Ｄ_１より小さい内径ｄ_１の大ループ部８を備え、他端に内径ｄ_２がインサートＴの小係止部７の外径Ｄ_２より小さくその一端部１の外径Ｄ_３より大きい小ループ部９を備えている。このコイルばねＣの全長Ｌ_２はインサートＴの両係止部６と７の間隔Ｌ_１より大きい。このコイルばねＣは圧縮状態で大ループ部８がインサートＴの大係止部６に係合し、小ループ部９がインサートＴの小係止部７に係合するようになっている。

コイルばねＣはインサートＴに対して圧接しているだけなので付設作業が容易である。この圧接により両者は相対的に回動自在で、インサートＴを配筋間に挿通して所定位置に設置する際、コイルばねＣが配筋と干渉したら、コイルばねＣをインサートＴから外し、先ずインサートを配筋間に通して所定位置に設置し、次いでコイルばねを配筋間に通してインサートに付設させればよい。更に、インサートＴにコイルばねＣを付設した状態で配筋間に挿通しようとした場合にコイルばねが配筋と干渉したら、コイルばねＣを回転させて干渉を回避させればよい。

このコイルばねＣは以下に示す構成としてもよい。図４〜６に示したインサートＴのボルト孔３は、開口２側に螺栓Ｆと螺合するための雌ねじ５１を有し、円柱状の空間部を形成している中間部５２を挟んで閉塞端側にボルトＢと螺合する雌ねじ５３を有する。両雌ねじ５１及び５３のピッチＰは同じで、閉塞端側の雌ねじ５３の谷径ｄ_３は中間部５２の内径ｄ_４と同じか小さく、開口２側の雌ねじ５１の内径ｄ_５は中間部５２の内径ｄ_４と同じか大きくなっている。

ボルト孔３の両雌ねじ５１と５３はピッチＰが同じなので、図７に示すように、それぞれの雌ねじ５１や５３に螺合する各別の雄ねじ６２や６４を同一の軸部材Ｍ、例えばマンドレルに設けておけば、この軸部材Ｍを回転させることにより、各雌ねじ５１や５３と螺合させ、あるいは離脱させることができる。

また、閉塞端側の雌ねじ５３の谷径ｄ_３は中間部５２の内径ｄ_４と同じか小さく、開口２側の雌ねじ５１の内径ｄ_５は中間部５２の内径ｄ_４と同じか大きくしておくと、コンクリート製品Ｋの操作用のボルトＢをボルト孔３に挿入して内端の雌ねじ５３と螺合させる際、開口２側の雌ねじ５１や中間部５２と干渉することがなく、挿入が容易で、螺合作業もし易い。

螺栓Ｆ係合用の雌ねじ５１は台形ねじとしておくと、雌雄ねじの接触面積が増えるので、螺栓Ｆは雌ねじ５１にしっかりと螺合し、コンクリート製品Ｋが強度の振動を受けても、開口２から抜け出ることはない。

なお、図面で、５４は回り止めで砲弾状部２３の拡径端部に形成した平坦面部となっている。

図７はこのセラミック製インサートＴの製法を示してある。この軸部材Ｍにマンドレルを採用する。従って、以下の説明では、理解に便利なように、マンドレルにＭの符号を付する。軸線Ｘ_１上の一端部６１に雄ねじ部６２を有し、この一端部６１から円柱状の中間部６３を挟んで反対側に雄ねじ部６４を有し、両雄ねじ部６２と６４のピッチＰは同じでかつ中間部６３の外径Ｄ_４は一端部６１側の雄ねじ部６２の外径Ｄ_５より大で、反対側の雄ねじ部６４の外径Ｄ_６より小となっている。

このマンドレルＭにセラミック材Ｓを一端部６１及び各別の雄ねじ部６２と６４を覆いかつ外周面を異形面５に形成して焼成する。焼成されたセラミック材Ｓは、マンドレルＭの同一ピッチの各別の雄ねじ部６２と６４を覆っている部分で雌ねじ５３と５１を形成していることになる。この焼成済みのセラミック材ＳをマンドレルＭから旋脱する。旋脱の意味は、マンドレルＭをその軸線Ｘ_１の周りに回転させることにより、セラミック材ＳがマンドレルＭから離脱することである。この旋脱により、ボルトＢ用の雌ねじ５３と螺栓Ｆ用の雌ねじ５１を備えたインサートＴが現出する。

（請求項２）図１及び図４で、異形面５は、開口２のある筒状部２１、自身の小径部２２ａでこの筒状部２１の大径部２１ａに続く円錐筒状部２２、及び自身の小径部２３ａに円錐筒状部２２の大径部２２ｂが段差部２４を介して続く砲弾状部２３で形成されている。
この場合、異形面５は、開口２側で外径Ｄ_３が小さく、開口２と反対側で外径Ｄ_１が大きくなる形状なので、開口２側に作用する大きな引張力をコンクリート製品Ｋに分散して十分に対抗できる。

（請求項３）図１、図３及び図４で、筒状部２１は小係止部７側の部分がリブ部３１となっている。
この場合、リブ部３１以外の部分の原料を節約でき、インサートＴに螺合したボルトＢに軸線Ｘと角度をなして偏荷重が加わることによって筒状部２１に剪断荷重が加わっても、この筒状部２１はリブ部３１により補強されているので、ひび割れを生じたり、破壊する恐れがなく、また、このリブ部３１はインサートＴの回わり止めの作用も果たす。

（請求項４）図２で、コイルばねＣの大ループ部８は直線部４１を介して本体部４２と連続している。
この場合、大ループ部８が大係止部６と線接触する距離を長くとれ、係止が安定する。

（請求項５）図３で、コイルばねＣの小ループ部９は直線部４３を介して本体部４２と連続している。
この場合、小ループ部９が小係止部７と線接触する距離を長くとれ、係止が安定する。

（請求項６）図４で、小係止部７はリブ部３１の端面３１ａとなっている。
この場合、小ループ部９を小係止部７に容易に係合できる。

（請求項７）端面３１ａはコイルばねＣの断面形状の円弧面に合致する円弧面３１ｂとなっている。
この場合、コイルばねＣはリブ部３１の端面３１ａと面接触するので、係止が一層安定する。

１ 一端部
２ 開口
３ ボルト孔
Ｘ 軸線
４ 他端部
５ 異形面
６ 大係止部
７ 小係止部
Ｔ インサート
８ 大ループ部
９ 小ループ部
Ｃ コイルばね
２１ 筒状部
２２ 円錐筒状部
２２ａ 小径部
２２ｂ 大径部
２３ 砲弾状部
２３ａ 小径部
２４ 段差部
３１ リブ部
３１ａ 端面
４１ 直線部
４２ 本体部
４３ 直線部

Claims (7)

1. 一端部(1)に開口(2)を有するボルト孔(3)を軸線(X)上に有し、外面が該一端部(1)から他端部(4)に向かって拡径する異形面(5)で、該異形面(5)に該軸線(X)上で間隔(L₁)を保って大係止部(6)と小係止部(7)を有するセラミック製のインサート(T)に、
   一端に該大係止部(6)の外径(D₁)より小さい内径(d₁)の大ループ部(8)を備え、他端に内径(d₂)が該小係止部(7)の外径(D₂)より小さく該インサート(T)の該一端部(1)の外径(D₃)より大きい小ループ部(9)を備え、かつ全長(L₂)が該両係止部(6,7)の間隔(L₁)より大きいコイルばね(C)が、
   その圧縮状態で該大ループ部(8)が該大係止部(6)に係合し、該小ループ部(9)が該小係止部(7)に係合するようになっている
   ことを特徴とする抜け抵抗性セラミック製インサート。
   
2. 該異形面(5)は、該開口(2)のある筒状部(21)、自身の小径部(22a)で該筒状部(21)の大径部(21a)に続く円錐筒状部(22)、及び自身の小径部(23a)に該円錐筒状部(22)の大径部(22b)が段差部(24)を介して続く砲弾状部(23)で形成されている請求項１に記載の抜け抵抗性セラミック製インサート。
   
3. 該筒状部(21)は該小係止部(7)側の部分がリブ部(31)となっている請求項２に記載の抜け抵抗性セラミック製インサート。
   
4. 該コイルばね(C)の該大ループ部(8)は直線部(41)を介して本体部(42)と連続している請求項１、２又は３に記載の抜け抵抗性セラミック製インサート。
   
5. 該コイルばね(C)の該小ループ部(9)は直線部(43)を介して本体部(42)と連続している請求項１、２、３又は４に記載の抜け抵抗性セラミック製インサート。
   
6. 該小係止部(7)は該リブ部(31)の端面(31a)となっている請求項３に記載の抜け抵抗性セラミック製インサート。
   
7. 該端面(31a)は該コイルばね(C)の断面形状の円弧面に合致する円弧面(31b)となっている請求項６に記載の抜け抵抗性セラミック製インサート。
   

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