JP7096641B2 - 拡張式固定具 - Google Patents

Description

本願発明は、ワークの表面側から操作する拡張式固定具（ブラインドファスナー）に関するものである。

板材等のワークの表面側から操作して部材を板材の表面に固定する拡張式固定具は、広く使用されている。この拡張式固定具には様々なタイプがあるが、いずれも中空軸を有しており、中空軸に、スリットによって拡張部を形成して、ピンやボルト（ビス）によって拡張部を広げることにより、ワークに対して抜け不能に保持している。その例が特許文献１に記載されている。

実公昭４８－３０５０９号公報

特許文献１では、拡張部の内周面は、その前後中途部が最も小径となるようにくびれており、ボルトがねじ込まれると、拡張部は押し広げられてワークの裏面に係合するが、拡張部の曲がり方が一定せずに、品質の安定性が必ずしも良くないと懸念される。

更に述べると、特許文献１のように拡張部の内周が先窄まりのテーパ面になった構造では、テーパ面の内径は必然的に先端に向けて徐々に小さくなるため、ボルトとテーパ面とが点接触（或いは線接触）する傾向を呈しており、かつ、スリットで分断された各部分の内周面の巾は先端に向けて小さくなるため、ねじ山の引っ掛かり代（或いは接触面積）は先端に行くほど小さくなる。

このように、特許文献１では、ボルトと拡張部との接触面積が小さいことと、ボルトと拡張部とが線接触する傾向を呈することとにより、拡張部が窄まる方向に変形しやすくて、強い引き抜き抵抗を確保しにくいと懸念される。

本願発明は、このような現状を改善して抜け防止強度に優れた拡張式固定具を提供せんとするものである。

本願発明は様々の構成を含んでおり、その典型を各請求項で例示している。請求項１の発明は、
「ワークに貫通した取付け穴に当該ワークの表面側から挿入される中空軸と、前記ワークの表面に重なるように前記中空軸に一体に又はねじ込みにて設けた頭と、前記中空軸に設けた雌ねじに前記中空軸の基端からねじ込まれたボルトとを備え、
前記中空軸は、前記ワークの裏側に露出すると共に外周面が先広がりのテーパ面に形成された拡張部を有しており、前記テーパ面に形成された箇所のみを複数のスリットで縦割りして複数の舌状部に分断することにより、前記テーパ面に形成された部分のみを前記拡張部と成している」
という基本構成である。

そして、上記基本構成において、
「前記拡張部は、各舌状部を軸心側に向けて押し曲げることによって前記ワークの取付け穴への挿入が可能になっていると共に、前記ワークの取付け穴への挿入後に基端から前記ボルトをねじ込むと、前記各舌状部が広がり変形して前記ワークから抜け不能に保持されるように設定されている」
という構成になっている。

請求項２の発明は、 「ワークに貫通した取付け穴に当該ワークの表面側から挿入される中空軸と、前記ワークの表面に重なるように前記中空軸に一体に又はねじ込みにて設けた頭と、前記中空軸に設けた雌ねじに前記中空軸の基端からねじ込まれるボルトとを備え、
前記中空軸は、前記ワークの裏側に露出する拡張部を有し、前記拡張部は、その外周面に先広がりのテーパ面を備えていると共に、複数のスリットで縦割りされて複数の舌状部に分断されており、
かつ、前記拡張部は、前記各舌状部を軸心側に向けて押し曲げることによって前記ワークの取付け穴への挿入が可能になっていると共に、前記ワークの取付け穴への挿入後に基端から前記ボルトをねじ込むと、前記各舌状部が前記ボルトで押し広げられる」
という基本構成になっている。

そして、上記基本構成において、
「前記拡張部は、基端側の一部が前記ワークの取付け穴内に位置するように設定されていると共に、前記拡張部の内部に、前記雌ねじの内径よりも小径の内向き顎部が形成されており、前記内向き顎部を前記ボルトで押し広げると、前記拡張部のうち基端部の一部が前記ワークに食い込みつつ前記拡張部が広がり変形するように設定されている」
という構成になっている。

請求項３の発明は、
「ワークに貫通した取付け穴に当該ワークの表面側から挿入される中空軸と、前記中空軸に形成された雄ねじに螺合して前記ワークの表面に重なるナットと、前記中空軸の中空穴内に打ち込み又はねじ込みされる拡張ピンと、を有し、
前記中空軸に、前記拡張ピンの進入によって広がり変形して前記ワークにおける取付け穴の裏側の内周縁に当接する拡張部と、前記ワークの取付け穴に入り込みつつ前記拡張ピンが進入しても拡張しない非拡張部とが、前記拡張部が前記非拡張部の先端に連続した状態に形成されている」
という基本構成である。

そして、上記基本構成において、
「前記拡張部は、複数のスリットによって複数の舌状部に分断されていて、前記各舌状部に、当該各舌状部が前記ワークの裏側に露出した状態で前記拡張ピンの進入によって広がり変形するための内向き顎部が形成されており、
かつ、前記拡張部のうち前記ナットに近い一部は、前記ナットの回転による引き込みによって前記ワークにおける取付け穴の内周縁に食い込みつつ前記取付け穴に隠れることが許容されて、前記拡張部のうち他の部分は前記ワークの裏側に露出したままに保持されるように設定されており、
更に、前記拡張部は、前記取付け穴に挿入する前の状態で前記雄ねじの外径よりも大径になっている部分を有して、前記拡張部が前記雄ねじの外径よりも大径になっている状態のままで前記取付け穴に挿入されるものであり、前記拡張ピンの進入によって前記拡張部がテーパ状に広がり変形することにより、前記ナットの回転による引き込みによって前記拡張部の一部が前記ワークにおける取付け穴の裏側の内周縁に食い込むようになっている」
という構成になっている。

請求項１の発明では、拡張部は、外周側に広がった状態に製造してから窄めるように曲げておいて、使用に際して、ボルトによって元の広がった状態に押し広げるものであるため、拡張部にはいわば曲がり癖がついていて、各舌状部の付け根箇所に曲げ力を集中させることができる。

このように請求項１の発明では、各舌状部の付け根箇所に、強い曲げ力を集中的に作用させることができるため、舌状部の広がり変形の確実性に優れており、その結果、高い引き抵抗を確保しつつ品質も安定させることができる。

請求項１の構成では、拡張部がワークの取付け穴に嵌まるように縮径しており、従って、スリットは、縮径前はＶ形に形成されていて、縮径によってその角度が小さくなったり、切り込み状になったりする。

他方、請求項２の発明では、小径の内向き顎部を押し広げることによって拡張部を広げるものであるため、雌ねじ穴の窄まりの程度が小さくても、拡張部を大きく広げることができる。このため、雌ねじ穴をストレート状に形成した状態から窄めて拡張部がワークの取付け穴に嵌まるように縮径するに当たって、縮径の程度を小さくできる。請求項２でも、請求項１と同様に、スリットをＶ形に形成しておくのが好適であるが、縮径の程度を小さくできるため、Ｖ形のスリットの角度はできるだけ小さくすることができる。従って、カッターによる切削量は少なくてよく、このため、１回の切削で問題なく加工できる。

また、請求項２では、拡張部の一部がワークの取付け穴に嵌まっているため、拡張部が広がり変形すると、拡張部を構成する各舌状部がワークに食い込んで、中空軸の回転を防止できる。従って、ボルトのねじ込みによって中空軸が連れ回転することを防止して、拡張部の広がりを確実化できる。また、中空軸は回転不能に保持されるため、固定具をワークに固定してから、中空軸にねじ込んだ他のボルトで部材をワークの表面に固定する場合、他のボルトのねじ込みを確実化して、高い締結強度を確保できる。

請求項３の発明では、拡張部が内向き顎部の作用によって広がり変形し、ナットをねじ込んで中空軸をワークの外側に引き込むと、拡張部がワークの裏側につかえて、中空軸はワークにしっかりと固定される。この場合、拡張部は内向き顎部の作用によって広がり変形するため、請求項１，２と同様に、広がり角度を大きくして高い引き抜き強度を確保できる。また、拡張部の一部がワークに食い込むため、請求項２の場合と同様に、ナットと一緒に中空軸が連れ回転することはなくて、しっかりと固定できる。

第１実施形態を示す図で、（Ａ）は第１～第３加工段階を示す側面図、（Ｂ）は第３加工段階状態の背面図、（Ｃ）は第４加工段階の斜視図、（Ｄ）は第５加工段階の側面図、（Ｅ）はワークに取り付けた状態での側面図、（Ｆ）は拡開した状態での外観の側面図、（Ｇ）は拡張した状態での外観の縦断側面図である。 （Ａ）（Ｂ）とも、第１実施形態を使用した締結状態を示す図である。 第１実施形態の中空軸の加工工程を示す図で、（Ａ）は第１加工段階での側面図、（Ｂ）は第２加工段階の側面図、（Ｃ）は第３加工段階の側面図である。 第１実施形態の変形例とその加工工程を示す図で、（Ａ）はスリットの加工の第１工程を示す図、（Ｂ）はスリットの加工の第２工程を示す図、（Ｃ）はスリットの加工の第３工程を示す図である。 第２実施形態を示す図で、（Ａ）は第１工程後の縦断側面図、（Ｂ）は第２工程後の縦断側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ－Ｃ視図、（Ｄ）は製品の形態となった第３工程後の縦断側面図である。 （Ａ）は第２実施形態の使用状態の縦断側面図、（Ｂ）は変形例の使用状態での縦断側面図である。 第１参考例を示す図で、（Ａ）は分離側面図、（Ｂ）はワークに挿入した状態での縦断側面図、（Ｃ）は拡張部を広げた状態での縦断側面図である。 第３を示す図で、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はナット省略した縦断側面図、（Ｃ）は使用状態の縦断側面図、（Ｄ）は別例図である。 第２参考例を示す分離側面図である。

次に、本願発明の実施形態（及び参考例）を図面に基づいて説明する。本実施形態（及び参考例）では、方向を特定するため前後の文言を使用するが、ワークへの差し込み方向に向いた方向を前向きとして定義している。正面視は、ワークへの差し込み方向から見た状態であり、側面視は中空軸の軸心と直交した方向から見た状態である。

(1).第１実施形態（図１，２）
まず、図１，２に示す第１実施形態を説明する。本実施形態は、請求項１を具体化したものである。本実施形態の拡張式固定具１は、図２に示すように、板状の第１ワークＷ１の表面に第２ワークＷ３を取り付ける（固定する）ことに使用される。第１ワークＷ１としては、例えば角形鋼管のように、裏側に人の手を差し入れることができない構造材が挙げられる。

Ｈ型鋼のように表裏両面に人が手を差し入れることができる構造材の場合は、ボルトとナットを人が手で持ってねじ込みできるので、拡張式固定具１は必ずしも必要ないが、角形鋼管のように裏面に人の手を差し入れることができずに表面側からしか作業を行えない場合に、本実施形態の拡張式固定具１が有益である。

図１に示すように、拡張式固定具１は、一端（基端）に頭３を設けて内周はストレート穴になっている鋼製の中空軸２を有しており、ボルト４がセットで使用される。従って、実施形態の拡張式固定具１は、中空軸２とボルト４とを備えている。図示の実施形態では頭３を六角に形成しているが、四角のような他の多角形や円形などの形態も採用可能である。

中空軸２は第１ワークＷ１の板厚よりも長い寸法に設定されており、第１ワークＷ１に挿入した状態で第１ワークＷ１の裏側に露出する部分を拡張部５と成しており、この拡張部５の外周は、先広がりのテーパ状になっている。内周は、ストレート形状である。

中空軸２は、中空鋼材又は棒材を素材にして製造されるが、図１に示すように、まず、第１加工段階として、素材を、外周面を先広がりテーパ面と成した拡張部５を有する状態に製造する。従って、この状態では、中空軸２を第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に挿入することはできない。

第２加工段階として、中空軸２の内周の全長に亙ってタップ７によって雌ねじ８（図１（Ａ）（Ｃ）参照）を形成し、次いで、第３加工段階として、テーパ面に形成された箇所のみに複数本のスリット９を形成することにより、スリット９で縦割りされた複数の舌状部１０よりなる拡張部５を形成する。従って、テーパ面に形成された箇所のみが拡張部５になっている。雌ねじ８の加工はスリット９の加工前に行われるため、雌ねじ８は、中空軸２の内周にタップ９を回転させながら通すだけで簡単で加工できる。

実施形態では、拡張部５は６個の舌状部１０に分離しているが、舌状部１０の個数は、中空軸２の外径や肉厚などを勘案して任意に設定できる。なお、各舌状部１０の先端は自由端になっている。各舌状部１０は帯状部分と呼ぶことも可能である（第２実施形態以降の実施形態も同様である。）。

スリット９を形成してから、図１（Ｄ）に示すように、第４加工段階として、各舌状部１０を軸心の側に曲げることにより、拡張部５の外周面をストレート状に形成する。中空軸２の内周は元々ストレート形状であるため、第４加工段階の後は、拡張部５の内周面は先窄まりのテーパ状になる。なお、各加工段階に応じて、第１中間品～第４中間品と呼ぶことも可能である（この点は、他の実施形態も同様である。）。

拡張式固定具１は、第４加工段階を経てから焼入れや塗装等の付帯加工が施され、その後に出荷される。そして、拡張部５の内周面は先窄まりのテーパになっているため、図１（Ｅ）に示すように、軸部を第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に挿入してから、ボルト４を頭３の側からねじ込むと、図１（Ｆ）（Ｇ）に示すように、各舌状部１０は軸心から遠ざかる外側に起きるように変形して、拡張部５の外周面が元のテーパ状に戻り、これにより、中空軸２は抜け不能に保持される。

各舌状部１０は、第１ワークＷ１の内角１１を支点にして屈曲しようとするため、ボルト４をねじ込んでいくと、中空軸２は第１ワークＷ１の裏側に向けて引き寄せられて、頭３が第１ワークＷ１の表面に密着する。

また、各舌状部１０は、いったん軸心側に押し曲げられていて曲がり癖がついているため、ボルト４をねじ込むと、付け根を中心にして精度良く変形する。なお、各舌状部１０の付け根箇所の外周面に、曲がりの支点となる環状溝を形成しておくと、各舌状部１０を軸心側に押し曲げるに際しても、ボルト４で戻し変形させるにしても、負担を軽減できる。特に、ボルト４によって外側に曲げるのは人手で行われるため、環状溝のような応力集中部を形成しておくと、作業者の負担を軽減できて好適である。

拡張部５の内周はもともとストレートに形成されているため、ボルト４は、拡張部５の雌ねじ８に対してしっかりと螺合しており、ボルト４又は拡張部５のねじ山の潰れは全く又は殆ど発生しない。また、拡張部５を構成する各舌状部１０は、広い面積でボルト４と面接触しているため、ボルト４の回転による押圧力をしっかりと受けて、付け根を中心にして正確に変形する。従って、締結強度のバラ付きを無くして品質を安定化できる。

第２ワークＷ３の取付け方法として、図２（Ａ）では、頭４の頂面に第２ワークＷ３を重ねてこれをボルト１２で固定している。ボルト４は、拡張に用いたものをそのまま使用してもよいし、別のものを使用してもよい。図２（Ｂ）に示す例では、第１ワークＷ１の表面に第２ワークＷ３を重ねてから中空軸２を挿入しており、従って、拡張部５の拡張と第２ワークＷ３の締結とが同時に行われる。

(2).第１実施形態の加工方法（図３，４）
第１実施形態の固定具において、中空軸３にはスリット９が形成されるが、このスリット９は、図３（Ａ）に示すように、先広がりのＶ形に形成されており、これにより、切削量をできだけ少なくしつつ拡張部５がストレート状に縮径することが許容されており、拡張部５がストレート状に縮径した後は、スリット９は切り込み状に近い状態になる。

そして、図３では、スリット９は断面Ｖ形のフライスカッター１５で切削しており、Ｖ形のフライスカッター１５を使用すると、６本のスリット９は、フライスカッター１５を３回相対動させることによって形成できる。

この場合、１回目の切削時には拡張部５は安定した状態に保持されるので切削加工に問題はないが、Ｖ形のフライスカッター１５は側面で切削することになることから、切削に際しては、平カッターに比べて拡張部５には相当の抵抗が生じる（カッター１５には高い圧力が作用する。）。このため、２回目、３回目と切削が進むと、拡張部５が既に切削されていて安定性が悪くなっているため、拡張部５によってフライス拡張部５に触れ動きが発生して、その触れ動きがカッター１５に作用してビビリ現象が発生するなど、切削加工が非常に厄介になることがある。

しかして、切削加工に関する上記の問題は、図４に示す方法によって克服できる。すなわち、図４の方法では、厚さが異なる３枚の平カッター１６，１７，１８を使用して、スリット９を、幅が相違する３つの部分９ａ，９ｂ，９ｃが繋がった状態に形成している。この方法において、平カッター１６，１７，１８は外周面で切削するため、切り進むうちに拡張部５で平カッター１６，１７，１８が強く挟まれるようなことはなくて、拡張部５の安定性が低下していても、平カッター１６，１７，１８にビビリ現象を生じることなく、軽快に切削加工できる。そして、スリット９は全体として先広がりのＶ形になっているため、拡張部５をストレート状に縮径させることに支障はない。

(3).第２実施形態（図５，６）
次に、図５，６に示す第２実施形態を説明する。この実施形態は請求項２を具体化したもので、基本的には、第１実施形態と同様に、中空軸２の一端に頭１３が一体に形成されていて、頭１３と反対側に拡張部５が形成されている。

そして、この実施形態では、縮径前の状態で、拡張部５は、頭１３の側に位置した先広がりのテーパ部（基端側部位）５ａと、その先端側に位置したストレート部（先端部位）５ｂとから成っている。本実施形態の特徴として、ストレート部５ｂの外径は第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２の内径よりもやや大径になっており、第１実施形態における拡張部５の最大径よりは遥かに小さくなっている。

従って、スリット９はＶ形であるものの、その広がり角度は第１実施形態に比べて相当に小さくなっている。そして、スリット９の容積が小さいため、図３（Ｂ）のようにカッター１５で切削するに際して切削抵抗は小さい。このため、各スリット９を、１枚のカッター１５で容易に加工できる。

更に、第２実施形態の特徴として、雌ねじ８は全体に貫通してはおらず、拡張部５のうち先端側の部位には、雌ねじ８よりも遥かに小径の内向き顎部１８が形成されている。内向き顎部１８の後面（頭１３の側を向いた面）は、先広がりのテーパ面１８ａになっている。テーパ面１８ａは、拡張部５のうちストレート部５ｂの箇所に位置している。この実施形態では、拡張部５を縮径すると外周面はストレート状になり、この状態では、拡張部５の内周面は先窄まりのテーパ形状（角度が途中で変わるテーパ形状）になる。また、スリット９は殆ど切り線のような状態になる。

図６で第２実施形態の使用状態を示しているが、図６（Ａ）に示すように、拡張部５のテーパ部５ａは、部分的に第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に残るように設定している。見方を変えて述べると、第１ワークＷ１の厚さが多少相違しても、取付け穴Ｗ２とテーパ部５ａとが一部でも重複していたら、本実施形態の固定具１を使用できる。従って、本実施形態は、第１ワークＷ１のある程度の厚さの違いに対応できる。この点、本実施形態の大きな特徴の一つである。

この固定具１には、拡張用ボルト１９として、六角レンチ２０で回転操作される頭なしのソケット穴付きボルトが使用される。拡張用ボルト１９の先端部は、先窄まりのテーパ部１９ａになっている。そして、ボルト１９のねじ込みにより、まず、拡張部５を構成する各舌状部１０のテーパ部５ａが広がるが、このテーパ部５ａは、その中途部が取付け穴Ｗ２の先端縁に当たるため、テーパ部５ａは少し曲がりつつ、第１ワークＷ１に食い込んでいく。各舌状部１０がそれぞれ第１ワークＷ１に食い込むため、いわば、拡張部５は花びら状に広がった状態で第１ワークＷ１に食い込むことになり、これにより、中空軸２は回転不能に保持される。従って、レンチ２０でねじ込んでも、中空軸２が連れ回転することはない。

そして、中空軸２の先端部には小径の内向き顎部１８が形成されているため、拡張部５のストレート部５ｂを大きな角度に広げることができる。図６（Ｂ）の実線では、ボルト１９のテーパ部１９ｂが内向き顎部１８のテーパ面１８ａに至った状態を示しているが、ボルト１９は更にねじ込むことが可能であり、拡張部５の露出部を、更に大きく外向きに広げることができる。従って、第１ワークＷ１に対する中空軸２の引っ掛かり性能は極めて高い。従って、土木・建築の構造材への取付けなどに有益である。

図６（Ｂ）では、第１及び第２の２枚のワークＷ１，Ｗ３の締結に使用した例を表示している。この例でも、拡張部５の中途部が、裏側に位置した第１ワークＷ１の開口縁に位置するように設定している。作用は（Ａ）と同じであるが、締結用ボルト１９として、頭付きボルトを使用している（ソケット穴付きボルトでもよい。）。

既述のように、ボルト１９をねじ込んでいくと各舌状部１０が途中で屈曲して露出部か広がり変形するが、広がり変形した部分が第１ワークＷ１の裏面に強く当たるため、結果として、２枚のワークＷ１，Ｗ２は、拡張部５と頭１３とで強く挟まれる。従って、いわばリベットで締結したようなで状態や、ボルト及びナットで締結したような状態に、極めて強固に締結される。

(4).第１参考例（図７）
図７では、第１参考例を示している。この参考例では、中空軸２は当初からストレート状に形成されており、縮径の工程は存在しない。そして、この参考例では、中空軸２の外周に雄ねじが形成されていて、これにナット２２が基端から螺合している。中空軸２の先端部には、スリット９で複数の舌状部１０に割られた拡張部５が形成されており、拡張部５のうち基端側に寄った部位の外周に環状溝２３を形成している（環状溝２３は存在しなくてもよい。）。

中空軸２のうち拡張部５を除いた部分には、拡張ピン２４の頭２４ａが嵌まる中空穴２５が後ろ向きに開口するように形成されており、拡張部５には、スリット９で構成された穴が中心線上に空いている。このため、拡張部５を構成する各舌状部１０の基端部には、中空穴２５から大きく窄まった内向き顎部２６が形成されている。拡張部５は、取付け穴Ｗ２に入り込んでいる非拡張部２ａの先端に連続している。

拡張ピン２４の先端は釘状の尖り先になっており、拡張ピン２４をロッド２７によって拡張部５に打ち込むと、拡張部５が第１ワークＷ１の裏側で広がり変形する。そして、ナット２２をねじ込んでいくと、中空軸２が引っ張られていき、やがて、拡張部５は変形不能になって、２枚のワークＷ１，Ｗ３が強固に締結される。

この参考例の特徴は、ナット２２の位置を変えることにより、ワークＷ１，Ｗ３の厚さに自在に対応できることであり、締結できるワークＷ１，Ｗ３の総厚さの範囲が大きい。なお、３枚以上のワークの締結にも適用できる。また、この参考例でも、拡張部５を部分的に第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に嵌まった状態に設定することにより、第１ワークＷ１に対する拡張部５（舌状部１０）の食い込みが良好になる。

(5).第３実施形態、第２参考例（図８，９）
図８に示す第３実施形態は請求項３を具体化したものであり、基本的な構造は第１参考例と同じである。従って、第１参考例と同じ要素は同じ符号を付して、説明は省略することとする。

この実施形態では、拡張ピン２４の頭２４ａは中空軸２の外側に露出するようになっている。このため、中空穴２５は、拡張ピン２４の軸径よりも僅かに大きいだけである。従って、中空軸２の強度は第３実施形態よりも格段に高くなっている。なお、本実施形態にしても第３実施形態にしても、拡張ピン１４は、叩き込み式に代えてねじ込み式（ボルトタイプ）を採用することも可能である。

次に、第４実施形態では、拡張部５は雄ねじ部よりも大径になっており、かつ、雄ねじ部の側に位置した小径部（基端側部位）５ｃと、先端側に位置した大径部（先端側部位）５ｄとの２段階の外径になっている。大径部５ｄは、第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に嵌まる大きさである。中空穴２５は小径部５ｃの中途部まで至っている。従って、内向き顎部２６は小径部５ｃの箇所に位置している。なお、スリット９は十文字状に形成されており、従って拡張部５は４つ割り状になっている（６つ割りや８つ割りなどであってもよい。）。

この実施形態では、第１及び第２のワークＷ１，Ｗ３の締結に使用しているが、拡張部５の小径部５ｃが第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に部分的に残るように設定している。また、内向き顎部２６も第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２の箇所に位置するように設定している（但し、内向き顎部２６を第１ワークＷ１の裏側に位置させることは可能である。）。

この実施形態でも、第３実施形態と同様に、拡張ピン２４の打ち込みによって拡張部５がテーパ状に広がり変形し、ナット２２のねじ込みによって中空軸２が引っ張られる。中空軸２の引っ張りにより、拡張部５における小径部５ｃが第１ワークＷ１に部分的に食い込みつつ、拡張部５は元の状態に戻ろうと変形するが、やがて、（Ｃ）に点線２８で示すように、第１ワークＷ１に対する拡張部５の食い込みが停止して、拡張部５は広がった状態のままに保持される。これにより、両ワークＷ１，Ｗ３の締結が行われる。

この実施形態でも、拡張部５を構成する各舌状部１０が第１ワークＷ１に食い込むため、中空軸２は回転不能に保持されて、中空軸２がナット２２と一緒に連れ回りすることはない。

また、拡張部５は、拡張ピン２４で広げられてから、ナット２２による引っ張りに伴い、第１ワークＷ１に当接して小径部５ｃが窄まろうとするため、最終体には、２段階で曲がった状態になる。すなわち、小径部５ｃのうち第１ワークＷ１に食い込んでいる部分の曲がり角度θ１が、大径部５ｄの曲がり角度θ２よりも小さくなっている。このため、第１ワークＷ１に対する拡張部５の引っ掛かり抵抗は非常に大きくて、極めて高い締結強度を確保できる。従って、角形鋼管やＨ型鋼などの構造部材の締結や補強に最適である。

拡張部５は全長に亙って同径に形成することも可能であるが、実施形態のように、拡張部５を小径部５ｃと大径部５ｄとで構成すると、ナット２２のねじ込みによって中空軸２を引っ張っていったときに、小径部５ｃと大径部５ｄとの境界の段部が第１ワークＷ１に引っ掛かるため、引き抜き抵抗を一層向上できる利点がある。

図８（Ｄ）に変形例として示すように、小径部５ｃの箇所の外周面を断面鋸歯形の凹凸形状に形成することも可能である。このように構成すると、応力集中によって小径部５ｃがシャープに曲がるため、引き抜き抵抗の増大に貢献できるといえる。拡張部５の広がりの程度は、内向き顎部２６の段差寸法Ｅ（分図（Ｂ）参照）の大きさに依存する。従って、この寸法Ｅを適宜選択することにより、固定具としてのスペックを設定できる。

図８（Ａ）に一点鎖線で示すように、拡張部５の小径部５ｃに、各舌状部１０に対応して平坦面２９を形成しておくことも可能である。このように平坦面２９を形成しておくと、平坦面２９の縁に角ができるため、第１ワークＷ１への食い込みが良好になって、回り止め機能が一層向上する。

また、（Ｄ）に二点鎖線で示すように、中空軸２に、ワークＷ１，Ｗ３の取付け穴Ｗ２に嵌まるカラー（筒体）３０を嵌め込んでおくことも可能である。このようにカラー３０を使用すると、中空軸２を取付け穴Ｗ２と同心に保持できるため、締結強度をより一層向上できると共、ワークＷ１，Ｗ３相互間の位置決め機能も格段に向上できるといえる。

カラー２９の先端部を第１ワークＷ１の裏側に露出させると共に、露出部をスリット（切り線）で複数に割った状態にしておくことにより、カラー２９にも引っ掛かり機能を持たせることが可能である。

図９に示す第２参考例では、拡張部５は全長に亙って同径のストレート状に形成しており、中空穴２５の先端部を小径部２５ａに形成する一方、拡張ピン１４にも、中空穴２５に対応した小径部１４ａを形成している。従って、小径内向き顎部２６ａと大径内向き顎部２６ｂとの２つの内向き顎部が形成されている。そして、拡張ピン１４の小径部１４ａの長さＬ２を、中空穴２５の小径部２５ａの長さＬ１よりも長く設定している。

従って、拡張ピン１４を打ち込むと、拡張部５は、まず拡張ピン１４の小径部１４ａで広げられてから、次に、拡張ピン１４の大径部（基準径部）で広げられる。すなわち、２段階で広げられる。そして、小径部１４ａによる広がりにおいては、中空穴２５における小径部２５ａの先端がスリット９の基端から遠くに位置していることにより、舌状部１０に大きなモーメントをかけることができ、これにより、拡張部５を軽快に曲げることができる。また、小径部１４ａによって予備拡張が行われているため、拡張ピン１４の大径部による拡張も軽い力で行える。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、中空軸２の外径は円形には限らず、六角形や八角形等の多角形にすることも可能である。図１～５では、頭３をナットに置き換えることも可能である。

本願発明は、拡張式固定具に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ 拡張式固定具
２ 中空軸
２ａ 非拡張部
３ 頭
４ 拡張用のボルト
５ 拡張部
５ｄ 拡張部の大径部
８ 雌ねじ穴
９ スリット
１０ 舌状部
１８，２６，２６ａ，２６ｂ 内向き顎部
１９ ボルト
２２ ナット
２５ 中空穴

Claims (3)

1. ワークに貫通した取付け穴に当該ワークの表面側から挿入される中空軸と、前記ワークの表面に重なるように前記中空軸に一体に又はねじ込みにて設けた頭と、前記中空軸に設けた雌ねじに前記中空軸の基端からねじ込まれたボルトとを備え、
   前記中空軸は、前記ワークの裏側に露出すると共に外周面が先広がりのテーパ面に形成された拡張部を有しており、前記テーパ面に形成された箇所のみを複数のスリットで縦割りして複数の舌状部に分断することにより、前記テーパ面に形成された部分のみを前記拡張部と成している構成であって、
   前記拡張部は、各舌状部を軸心側に向けて押し曲げることによって前記ワークの取付け穴への挿入が可能になっていると共に、前記ワークの取付け穴への挿入後に基端から前記ボルトをねじ込むと、前記各舌状部が広がり変形して前記ワークから抜け不能に保持されるように設定されている、
   拡張式固定具
2. ワークに貫通した取付け穴に当該ワークの表面側から挿入される中空軸と、前記ワークの表面に重なるように前記中空軸に一体に又はねじ込みにて設けた頭と、前記中空軸に設けた雌ねじに前記中空軸の基端からねじ込まれるボルトとを備え、
   前記中空軸は、前記ワークの裏側に露出する拡張部を有し、前記拡張部は、その外周面に先広がりのテーパ面を備えていると共に、複数のスリットで縦割りされて複数の舌状部に分断されており、
   かつ、前記拡張部は、前記各舌状部を軸心側に向けて押し曲げることによって前記ワークの取付け穴への挿入が可能になっていると共に、前記ワークの取付け穴への挿入後に基端から前記ボルトをねじ込むと、前記各舌状部が前記ボルトで押し広げられる構成であって、
   前記拡張部は、基端側の一部が前記ワークの取付け穴内に位置するように設定されていると共に、前記拡張部の内部に、前記雌ねじの内径よりも小径の内向き顎部が形成されており、前記内向き顎部を前記ボルトで押し広げると、前記拡張部のうち基端部の一部が前記ワークに食い込みつつ前記拡張部が広がり変形するように設定されている、
   拡張式固定具。
3. ワークに貫通した取付け穴に当該ワークの表面側から挿入される中空軸と、前記中空軸に形成された雄ねじに螺合して前記ワークの表面に重なるナットと、前記中空軸の中空穴内に打ち込み又はねじ込みされる拡張ピンと、を有し、
   前記中空軸に、前記拡張ピンの進入によって広がり変形して前記ワークにおける取付け穴の裏側の内周縁に当接する拡張部と、前記ワークの取付け穴に入り込みつつ前記拡張ピンが進入しても拡張しない非拡張部とが、前記拡張部が前記非拡張部の先端に連続した状態に形成されている構成であって、
   前記拡張部は、複数のスリットによって複数の舌状部に分断されていて、前記各舌状部に、当該各舌状部が前記ワークの裏側に露出した状態で前記拡張ピンの進入によって広がり変形するための内向き顎部が形成されており、
   かつ、前記拡張部のうち前記ナットに近い一部は、前記ナットの回転による引き込みによって前記ワークにおける取付け穴の裏側の内周縁に食い込みつつ前記取付け穴に隠れることが許容されて、前記拡張部のうち他の部分は前記ワークの裏側に露出したままに保持されるように設定されており、
   更に、前記拡張部は、前記取付け穴に挿入する前の状態で前記雄ねじの外径よりも大径になっている部分を有して、前記拡張部が前記雄ねじの外径よりも大径になっている状態のままで前記取付け穴に挿入されるものであり、前記拡張ピンの進入によって前記拡張部がテーパ状に広がり変形することにより、前記ナットの回転による引き込みによって前記拡張部の一部が前記ワークにおける取付け穴の裏側の内周縁に食い込むようになっている、
   拡張式固定具。

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