JP5961707B2 - アンカーロッドの定着工具及び方法 - Google Patents

Description

本発明は，硬化性化合物を充填し，又は硬化性化合物のカートリッジを充填した穿孔部内にアンカーロッドを定着させるための定着工具に関し，特に，アンカーロッドの受け部が設けられたハウジングを有し，該受け部内にアンカーロッドを長手方向から挿入してそこにセット可能とした定着工具に関する。更に，本発明は，該定着工具を使用してアンカーロッドを定着させる方法に関する。

定着工具はアンカーロッドを穿孔部内に挿入するために使用され，この場合にアンカーロッドは硬化性化合物，例えばモルタル化合物のカートリッジにより穿孔部内に定着される。アンカーロッドは通常は六角レンチ等の工具のための作用点が設けられていない。したがって，定着工具はアンカーロッドに対して直接的に作用させる必要がある。

従来技術により，例えばこのようなアンカーロッドのねじ部に対してねじ結合可能とした定着工具は既知である。しかしながら，この定着工具によれば，工具を一方向に回転させてしかアンカーロッドを挿入することができない。逆方向に回転させれば工具がアンカーロッドから，即ちアンカーロッドのねじ部から外れてしまうからである。

この問題に対する解決策として，定着工具をねじ部において，例えば互いに押圧される２つのナットにより固定することが考えられる。しかしながら，この場合にはナットを別々の操作でねじ込んで締結する必要が生じ，硬化性化合物の硬化後でなければ工具を締結状態から解放できない。定着工具を解放するために，アンカーロッドの固定状態が必要とされるからである。このような定着工具は，硬化性化合物の硬化後でしか作業が継続できないため，無駄な待ち時間の生じる問題がある。

アンカーロッドをねじ部において保持する定着工具は，原則として単一のねじ寸法にしか対応せず，直径の異なるアンカーロッドに対しては別の工具が必要となる。

アンカーロッドについて特別のジオメトリー（いわゆる「協調ジオメトリー」），例えば六角結合部を必要とする定着工具も既知である。このようなアンカーロッドは相当に高価であるのみならず，定着深度や取り付け対象部品の厚みに係る融通性に関してアンカーシステム全体の融通性を制約するものである。

本発明の課題は，各種のアンカーロッドや，ねじ部が設けられていないアンカーロッドにも対応可能とした，融通性の高い定着工具を提案することである。この場合，アンカーロッドについては特別な協調手段や協調ジオメトリーが不要である。更に，補助的な工具及び／又はナット等の一時的な取り付けのために，追加的な労力も不要である。

上述した課題を解決するため，本発明は，冒頭に記載した形式の定着工具において，少なくとも１つのクランプ素子が設けられて受け部に割り当てられ，該クランプ素子が受け部の長手方向軸線に対して所定の傾斜角で傾斜し，クランプ素子が前記受け部内におけるガイド手段内で支持され，クランプ素子は，アンカーロッドを長手方向から受け部内に挿入できる受け入れ位置から，アンカーロッドが受け部内で周方向に固定され，従ってアンカーロッドが定着工具の運動に追従するクランプ位置まで，アンカーロッドに対するハウジングの回動によって移動可能である。

本発明は，アンカーロッドをその外周面上において，周方向に摩擦結合状態で，また定着方向には形状密着状態でクランプすることを目的としている。これによりアンカーロッドを，ねじ部又はねじ部に締結される工具に関わりなく固定可能とするものである。アンカーロッドを挿入した後，少なくとも１つのクランプ素子を，アンカーロッドに接触するまで受け入れ位置から半径方向内向きに移動させる。傾斜角を有する少なくとも１つのクランプ素子が定着工具のハウジング内で傾斜位置を占めるため，定着工具がアンカーロッドの外周面上で転動し，アンカーロッドを定着工具内に引き込み，アンカーロッドが定着工具によりクランプされた状態に至る。そのため，出発位置とクランプ位置との間の半径方向距離に応じて各種のアンカーロッド径に適合させることが可能である。

アンカーロッドは定着工具内及び／又は受け部内で，補助工具を使用することなく，定着工具全体をアンカーロッドに対して回動させることにより固定される。アンカーロッドを受け部内に挿入した後，少なくとも１つのクランプ素子は，アンカーロッドに対して既に緩い接触状態となっている。そのため，クランプ素子と受け部内におけるアンカーロッドとの間の摩擦に基づいて，受け部の回動により定着工具をクランプ位置まで変位させる。しかしながら，クランプ素子は慣性力に基づいて出発位置からクランプ位置まで変位させることもできる。

クランプ素子は，例えば可及的に大きなクランプ面積をもってアンカーロッドと接触させることにより，アンカーロッドに設けられているねじ部上におけるクランプに起因する損傷を防止するのが好ましい。従って，傾斜角は，確実なクランプ作用と可及的に大きなクランプ面積が達成されるように選択する。

ハウジングは，略円筒形状に形成されており，アンカーロッドを挿入するための開口部を有する底部プレートと，該底部プレートの反対側に位置するカバープレートとを備え，これら２つのプレートが少なくとも１つの結合手段により互いに結合される構成とするのが望ましい。この結合手段は，その構成が特に限定されるものではない。プレートは，部分的又は完全に閉じた側面により，或いは他の結合手段，例えばねじ，ロッド，ストラット等により互いに結合することができる。代替的に，カバープレート又は底部プレートをカップ形状に形成して，特別な結合手段の大部分を省略できる構成とすることも可能である。アンカーロッドは，円筒の長手軸線方向から底部プレートの開口部を通してカバープレートに当接するまで挿入することができる。アンカーロッドの長手方向におけるアンカーロッドの固定は，カバープレートによって達成することができる。しかしながら，組み立ての開始時点では，即ちアンカーロッドの定着時において，アンカーロッドはカバープレートに接触するものであってはならない。

少なくとも１つのクランプ素子のためのガイド手段は，例えばハウジングの底部プレート及びカバープレートにおける溝により構成されている。このような構成によれば，付加的な構成部材を使用することなくクランプ素子を簡便に支持することが可能である。

所望されるクランプ効果に応じて，前記溝は，クランプ素子をアンカーロッド上で受け入れ位置からクランプ位置までガイドするための直線状又は曲線状の経路を規定する。溝の形状は，クランプ素子をアンカーロッド上でいかに迅速にガイドするか，及び／又はクランプ力をいかなる大きさとするかについて影響を及ぼす。この経路は，受け部の中間点に向けて収束する螺旋状に構成するのが望ましい。その螺旋の傾斜を緩く設定すれば，クランプ素子をアンカーロッドに対して徐々に接近させ，これに基づいてアンカーロッドにより大きなクランプ力を及ぼすことができる。他方，急峻な傾斜とする場合にはクランプ素子を迅速にガイドし，従ってアンカーロッドに対するハウジングの低速回転運動に際してのクランプが可能である。もっとも，大きなクランプ力を作用させるためにはより高い回転力が必要である。

少なくとも１つのクランプ素子を定着工具及び／又はアンカーロッドの長手方向軸線に対して所定の傾斜角をなすように配置するため，カバープレート及び底部プレート内の溝を周方向にオフセットさせて配置するのが望ましい。この場合，定着工具がハウジングの回動に際してアンカーロッドに対して引き寄せられるので，アンカーロッドの頭部がカバープレートに対して押圧され，これにより支持される。溝のオフセット量，従ってクランプ素子の傾斜角は，所望される回転方向に応じて設定する。このような工具は，一回転方向でしか使用できないからである。このようにして，アンカーロッドを定着装置（空圧ドリル，ねじドライバー等）の時計方向回転により締結するか，反時計方向回転により締結するかを規定する。このような構成の利点は，穿孔部内に挿入されるアンカーロッド部分の外部構造に応じて，その構造が任意的にアルキメデスねじ機能を有する場合に，定着装置の回転方向を適切に選択することにより，定着プロセスの間又は後に穿孔部内の硬化性化合物が穿孔部から押し出されるのを防止できることである。

クランプ素子は，例えば，ハウジングを通して長手方向に延在し，かつ，底部プレート及びカバープレート内で支持されるボルト又はねじを有する構成とするのが望ましい。

例えば，クランプ素子をアンカーロッド上で作用させるためのクランプジョーを備え，このクランプジョーが前記ボルト又はねじ上で支持される構成とすることができる。クランプジョーは十分な大きさの圧力接触面積を有するので，圧力接触面又は転動面をアンカーロッドの大面積に亘って形成することができる。定着工具においてアンカーロッドを包囲する部分の長さは，アンカーロッドの定着後に基盤から突出するロッド部分の長さの80%以下とするのが望ましい。これにより，定着工具のハウジングがアンカーロッドの回転時に基盤に接触することはない。接触すれば，工具又は基盤が損傷することとなる。しかしながら，アンカーロッドにより押し除けられる硬化性化合物の計画的余剰分が，アンカーロッドの挿入される穿孔部から押し出され，その際に工具が汚染されることはない。

クランプジョーは，前記ボルト又はねじの周りで回動可能に支持され，かつ，耐摩耗性の高いゴム又はプラスチックよりなるローラーで構成するのが望ましい。クランプ素子を受け入れ位置からクランプ位置まで変位させる際にクランプジョーが回動することにより，アンカーロッド又はクランプ素子に摩擦による過度の摩耗が生じることはない。ローラーが，ある程度までアンカーロッド上で転動するからである。ローラーが軟質材料で構成されているため，ローラーはアンカーロッドに対して高い適合性を有している。しかしながら，その材料は，通常は鋼等の金属で構成されるアンカーロッドよりも軟らかい。従って，アンカーロッドの損主は容易に防止することが可能である。

前記ボルト又はねじは，例えばガイド手段におけるガイド素子により支持するものとし，これらガイド素子で受け部の長手方向軸線に対するクランプ素子の傾斜角を調整可能とすることができる。傾斜角は，周方向にオフセットさせたガイド手段により設定する。該祖素子は，クランプ素子の長手方向軸線に対して垂直な支持面を有するので，傾斜角の如何を問わずクランプ素子のための平坦な接触面が得られる。しかしながら，ガイド素子によれば溝内又はガイド手段内におけるボルト又はねじの簡単な摺動が達成される。

アンカーロッドを受け部内に仮固定することにより，クランプ素子をクランプ位置まで変位させる前のアンカーロッドの脱落を防止するため，底部プレートの開口部はアンカーロッドを仮固定するよう弾性的に構成するのが望ましい。これにより，アンカーロッドを受け部内で心出しすることができる。第２に，アンカーロッドは受け部から滑落することがない。弾性的な開口部は，受け部内への土砂の侵入も防止するので，クランプ素子の機能信頼性を高めることができる。開口部は，ゴム製カラーとして構成するのが望ましい。

クランプ力を最も均等に配分するために３つのクランプ素子を設け，これらクランプ素子をアンカーロッドの周りで周方向に均等に分散配置するのが望ましい。

本発明に係る定着工具は，定着工具及びアンカーロッドを回転可能とし，及び／又は穿孔部に向けて移動可能とする定着装置，例えばドリル装置のためのファスナーを有する構成とするのが望ましい。

更に本発明は，上述した本発明に係る定着工具を使用してアンカーロッドを定着させる定着方法を提案するものである。本発明に係る方法では，先ずアンカーロッドを，定着工具の受け部内に長手方向から挿入する。次に，定着工具により補助しつつアンカーロッドを穿孔部内に挿入し，定着工具を始動させる。定着工具をアンカーロッドに対して所定の回転方向に回動させて少なくとも１つのクランプ素子をアンカーロッドまでガイドし，クランプ素子を，カバープレートがアンカーロッドの端部と形状密着結合するまで転動させ，これにより定着工具にアンカーロッドをクランプする。このクランプ状態においてアンカーロッドを，モルタル化合物が充填されている穿孔部内で所望位置に達するまで緊締する。定着工具をアンカーロッドに対して前記回転方向とは逆方向に回転させれば，定着工具を容易に解放することが可能である。

以下，本発明の更なる利点及び特徴につき，添付図面を参照して詳述する。
本発明に係る定着工具の断面図である。 図１の定着工具におけるカバープレートの平面図である。

実施を実施するための形態

図１は，アンカーロッド12を挿入するための定着工具10を示す。アンカーロッド12は，基盤の穿孔部（図示せず）内に挿入され，そこで例えば硬化性化合物により固定される。このような硬化性化合物は，少なくとも２種の化学成分からなり，混合状態又は非混合状態で穿孔部内に注入され，そこで互いに反応して硬化することにより，基盤，硬化性化合物及びアンカーロッドの間で物理的な接着及び／又は形状密着を伴う結合部を形成する。アンカーロッドを硬化性化合物の充填された穿孔部内にねじ込むと，化学成分が混合されて硬化する。アンカーロッド12はネジ部を有することができるが，アンカーロッドに荷重を付加するための別の手段，例えばリブ又は凸部を設けることもでき，更に，アンカーロッド12に平滑な外面を設けることも想定可能である。

定着工具10はハウジング14を有し，このハウジングにはカバープレート16，底部プレート18及び結合素子20が設けられている。カバープレート16及び結合素子20は，全体としてカップ形状又は缶形状のユニットを形成することもできる。従って，ハウジング14は略円筒形状を呈し，アンカーロッド12を内部に収める受け部22を規定する。アンカーロッド12を長手方向Ｌから受け部22内に挿入可能とする開口部24が底部プレート18に設けられている。カバープレート16には，定着装置，例えばドリル装置のためのファスナー26が設けられている。定着工具10は，受け部22周りで均等に配置された３つのクランプ素子28（特に図２を参照）を有する。これらのうち，図１には１つのクランプ素子28のみが便宜的に示されている。

クランプ素子28を支持するため，定着工具10には溝30が設けられている。図２に示すように，溝30は曲率を有し，受け部22の中間点42からの半径方向距離が回転方向Ｄとは逆方向に向けて減少する構成とされている。図２は均等に分散配置された３本の溝30を示し，各クランプ素子28には１本の溝30が対応している。底部プレート18の溝32も上述した溝と同様であり，従って底部プレート18の溝32は回転方向Ｄとは逆方向にオフセットさせて配置され，クランプ素子28は傾斜角αで傾斜している。

クランプ素子28はねじ部31を有し，このねじ部はカバープレート16及び底部プレート18における各１本の溝30, 32内で支持される。この場合，各ねじ部はクランプ素子28のためのガイド手段を構成し，底部プレート18内でナット34により固定される。図１に示すように，ねじ部31はハウジング14の長手方向軸線に対して角度αで傾斜している。各溝30, 32には，ガイド素子36, 38が設けられている。これらのガイド素子36, 38は，ねじ部31の傾斜角αに関わらず，ねじ部31の頭部及びナット34のための平坦な支持面を提供する。クランプジョー40がねじ部31上に設けられ，ねじ部31により回動可能に支持されたローラーにより構成されている。

アンカーロッド12を定着するにあたり，先ずアンカーロッド12を，アンカーロッドの頭部44がカバープレート16に当接するまで長手方向Ｌから受け部22内に挿入する（図１を参照）。クランプ素子28は出発位置を占めており，これは受け部22の中間点42からの最大半径方向距離に対応している。図示の実施形態において，これは溝20, 32の回転方向における前端に対応する。クランプ素子28はアンカーロッド12に対して緩い接触状態とすることができ，より大径のアンカーロッドの場合と同様に，アンカーロッド12とクランプ素子28との間の摩擦によりハウジング内で変位させることができる。

次に，アンカーロッド12を固定された定着工具10をもって穿孔部内に挿入し，その穿孔部は硬化性化合物が部分的に充填されている。ファスナー26で結合した定着装置（ドリル装置，ねじドライバー等）により，定着工具10を回転方向Ｄに加速させる。これにより，ハウジング14がアンカーロッド12に対して回転方向Ｄに回動する。クランプ素子28は溝30及び／又は32内で支持されて浮動状態にあるので，定着工具10の回転方向Ｄへの回動によりクランプ素子28は，溝30, 32内における慣性力に基づき，アンカーロッドに対して出発位置からクランプ位置まで内向きに変位する。クランプ位置において，クランプ素子はアンカーロッド上でクランプされ，クランプ素子の傾斜配置によりアンカーロッド上でその定着方向に転動する。溝30, 32を適切に設計すれば，自己クランプ機能を達成することができる。

穿孔部内においてアンカーロッドが所望位置に達したら，回転運動を停止させる。定着工具10をアンカーロッド12に対して回転方向Ｄとは逆向きに回転させてアンカーロッド12から解放し，クランプ素子28をクランプ位置からもはやアンカーロッド12を固定しない出発位置まで溝30, 32の回転方向Ｄに沿って復帰変位させる。このように，アンカーロッド12のクランプ及び／又は解放には付加的な補助工具が不要であるため，この定着工具10は簡便に操作可能である。ハウジングは，例えば定着装置（空圧ドリル又はねじドライバー等）で回転させることができる。

クランプ素子28の傾斜角αにより，アンカーロッド12は定着工具を固定したとき，即ち回転方向Ｄに回動する際にカバープレート16に向けて引き寄せられ，これによりアンカーロッド12は定着工具10内で形状密着的に結合される。

更に，アンカーロッド12を仮固定するための弾性ワッシャー46が底部プレート18上に設けられている。ワッシャー46における開口部48は，挿入すべき最小径のアンカーロッドよりも小径とする。アンカーロッド12の挿入にあたり，この開口部48は弾性変形しつつアンカーロッドの外周面と接触する。これによりアンカーロッド12が受け部22内で仮固定され，かつ心出しされる。加えて，弾性ワッシャー46は汚染物から保護するためのスプラッシュガードとして機能するので，粉塵やモルタル等の汚染物が受け部22内に侵入し，クランプジョー40やクランプ素子28を汚染して定着工具の機能を損なう事態を回避することができる。

定着工具10におけるアンカーロッド12を包囲する部分の長さは，アンカーロッド12の定着後に基盤から突出するロッド部分の長さの80%以下に対応している。これにより，定着工具10は，アンカーロッドの回転時に基盤に接触することがなく，これより所定距離だけ離間した状態に維持される。その結果，アンカーロッド12を緊締しても基盤又は定着工具10が損傷することはない。しかしながら，この距離は，アンカーロッドが挿入される際に穿孔部から押し出される硬化性化合物の計画的余剰分を，定着工具10の汚染を生じないで流出させるために必要とされるものである。

クランプジョー40の素材は，アンカーロッド12に対する良好な力伝達結合が達成されるように選択する。他方，アンカーロッド12がねじ部を有する場合には，アンカーロッド12の締結時にそのねじ部の損傷を防止する必要がある。そのために，ゴム状材料又はプラスチックを使用するのが望ましい。いずれにせよ，その素材はアンカーロッド12の材料よりも軟質とし，アンカーロッド12の損傷を高い信頼性をもって防止するのが適切である。

図示の例示的な実施形態において，定着工具10は，アンカーロッド12をもっぱら一回転方向Ｄに締結するのに適合している。逆転方向が所望される場合には，逆向きのガイド手段及び／又は溝30, 32を有するか，或いは逆向きの傾斜角を有する別の定着工具が必要となる。しかしながら，クランプ素子28を適切に設計することにより，回転方向Ｄとは無関係にクランプ素子がアンカーロッド12上でガイドされてアンカーロッドをクランプする構成とすることも想定可能である。

Claims (13)

1. 硬化性化合物を充填し，又は硬化性化合物のカートリッジを充填した穿孔部内にアンカーロッドを定着させるための定着工具（10）であって，アンカーロッド（12）の受け部（22）が設けられたハウジング（14）を有し，該受け部（22）内にアンカーロッド（12）を長手方向（Ｌ）から挿入してそこに固定可能とした定着工具（10）において，前記ハウジング（14）は，アンカーロッド（12）を挿入するための開口部（24）を有する底部プレート（18）と，該底部プレート（18）の反対側に位置するカバープレート（16）とを備え，少なくとも１つのクランプ素子（28）が設けられて前記受け部（22）に割り当てられ，該クランプ素子（28）が前記受け部（22）の長手方向軸線に対して所定の傾斜角（α）で傾斜し，前記クランプ素子（28）が前記受け部（22）内におけるガイド手段内で支持され，前記クランプ素子（28）のガイド手段が，前記ハウジングの底部プレート（18）及びカバープレート（16）における溝（30, 32）により構成されており，該クランプ素子（28）は，アンカーロッド（12）に対する前記ハウジング（14）の回動により，アンカーロッド（12）を長手方向（Ｌ）から前記受け部（22）内に挿入できる受け入れ位置から，前記カバープレート（16）がアンカーロッド（12）の端部と形状密着結合するまでアンカーロッド（12）上を転動して，アンカーロッド（12）が前記受け部（22）内で周方向及び長手方向（Ｌ）に固定されるクランプ位置まで移動可能であることを特徴とする定着工具。
2. 請求項１に記載の定着工具であって，前記ハウジング（14）は，略円筒形状に形成されていることを特徴とする定着工具。
3. 請求項１又は２に記載の定着工具であって，前記溝（30, 32）は，前記クランプ素子（28）をアンカーロッド（12）上で前記受け入れ位置から前記クランプ位置までガイドするための直線状又は曲線状の経路を規定することを特徴とする定着工具。
4. 請求項３に記載の定着工具であって，前記溝（30, 32）は，前記底部プレート（18）及び前記カバープレート（16）内で周方向にオフセットさせて配置されていることを特徴とする定着工具。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の定着工具であって，前記クランプ素子（28）がボルト又はねじ（31）を有し，該ボルト又はねじ（31）は，前記ハウジングを通して長手方向（L）に延在し，かつ，前記底部プレート（18）及び前記カバープレート（16）内で支持されていることを特徴とする定着工具。
6. 請求項５に記載の定着工具であって，前記クランプ素子（28）をアンカーロッド（12）上で作用させるためのクランプジョー（40）が，前記ボルト又はねじ（31）上で支持されていることを特徴とする定着工具。
7. 請求項６に記載の定着工具であって，前記クランプジョー（40）は，前記ボルト又はねじ（31）の周りで回動可能に支持されるローラーで構成されていることを特徴とする定着工具。
8. 請求項７に記載の定着工具であって，前記クランプジョー（40）は，ゴム又はプラスチックで構成されていることを特徴とする定着工具。
9. 請求項５〜８の何れか一項に記載の定着工具であって，前記ボルト又はねじ（31）が前記ガイド手段におけるガイド素子（36, 38）により支持され，これにより該ガイド素子（36, 38）で前記傾斜角（α）を調整することを特徴とする定着工具。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の定着工具であって，前記底部プレート（18）内における前記開口部（24, 48）は，アンカーロッドを仮固定するよう弾性的に構成されていることを特徴とする定着工具。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載の定着工具であって，３つのクランプ素子（28）が設けられ，該クランプ素子がアンカーロッド（12）の周りで周方向に均等に分散配置されていることを特徴とする定着工具。
12. 請求項１〜１１の何れか一項に記載の定着工具であって，定着装置のためのファスナー（26）が前記ハウジング（14）上に設けられていることを特徴とする定着工具。
13. 請求項１〜１２の何れか一項に記載の定着工具（10）を使用してアンカーロッド（12）を定着させる定着方法であって，
    ・ アンカーロッド（12）を定着工具（10）の受け部（22）内に長手方向（Ｌ）から挿入する工程と，
    ・ アンカーロッド（12）を穿孔部内に挿入する工程と，
    ・ 定着工具（10）をアンカーロッド（12）に対して所定の回転方向（Ｄ）に回動させて少なくとも１つのクランプ素子（28）をアンカーロッド（12）までガイドし，前記クランプ素子（28）を，前記カバープレート（16）がアンカーロッド（12）の端部と形状密着結合するまで転動させ，これにより定着工具（10）にアンカーロッド（12）をクランプすることにより両者を力伝達結合する工程と，
    ・ 定着工具（10）をアンカーロッド（12）に対して前記回転方向（Ｄ）とは逆方向に回動させて定着工具を解放する工程と，
    を含むことを特徴とする定着方法。

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