JP7418676B2 - 拡開式アンカー - Google Patents

Description

本願発明は、コンクリートやレンガなどの石質系部材に各種部材を取り付けるのに好適な拡開式アンカーに関するものである。

建物やトンネルなどのコンクリート構造物に各種の部材を取り付けるための手段として、後施工方式の拡開式アンカーが使用されている。この拡開式アンカーは、筒状のアンカー本体を有しており、アンカー本体に、軸方向に長いスリットが周方向に並べて形成された拡開部を形成することにより、拡開部が軸心と交叉した方向に広がり変形（膨れ変形）するようになっている。そして、拡開部を広げ変形させる拡開操作部材としては、叩き込み式の芯棒（拡開ピン）や、１個又は複数個のボールとこれを押すボルトとのセットが使用されている。ボールをボルトで押して拡開部を広げる方式の先行例として、例えば特許文献１～３がある。

特許文献１，２では、拡開式アンカーはスリットが先端まで開口している先割れ方式になっているが、特許文献３には、スリットがアンカー本体の先端に至っておらずに先端部が閉じたクローズ方式のアンカーが開示されている。

特許文献１～３のように、ボールをボルトで押して拡開部を広げる方式では、拡開部の広がりの程度を調節できるため、引き抜き抵抗の調節が容易である。特に、特許文献３のように多数のボールを使用すると、拡開部の長さを長くして下穴に対する突っ張り力を分散できるため、施工部のコーン破壊を抑制できる利点がある。

また、芯棒方式の拡開式アンカーでは、芯棒はハンマで叩き込まねばならないため作業者の負担が大きいが、特許文献１～３のボール方式では、ボルトは動力ドライバで回転操作できるため、作業者の負担を軽減できる利点がある。

他方、芯棒によって拡開部を広げるタイプの一例として特許文献４がある。この特許文献４では、アンカー本体にアウタースリーブがずれ不能に固定されており、アウタースリーブのうち拡開部を抱持する箇所は、先端のみに開口したアウタースリットの群によって複数の片に分割されており、複数の片によってアウター拡開部が構成されている。

そして、この特許文献４には、アンカー本体の拡開部が広がり変形するとこれに追随してアウタースリーブが広がり変形し、アウター拡開部が下穴に食い込むことにより、下穴に対するアンカー本体の押し付け力が増大され、その結果、振動環境下での使用であっても芯棒の抜けを防止できると共に、引き抜き抵抗を増大できる旨が記載されている。

実開平４－２７２０９号のマイクロフィルム 特開２００４－２１８４２１号公報 国際公開ＷＯ２０１６／１２１９９３号公報 特開２０１７－１８７０６９号公報

さて、拡開式アンカーの拡開部は多少は下穴に食い込むが、下穴は、基本的にはストレートであるため、下穴と拡開部との間の摩擦抵抗よりも大きい引き抜き力がアンカー本体に作用すると、アンカー本体は抜けていく。従って、拡開式アンカーの引き抜き抵抗を高めるには、下穴と拡開部との間の摩擦抵抗を増大させることが必要である。

そこで、摩擦抵抗増大手段として、例えば、拡開部の広がり角度を大きくしたり、拡開部にローレット加工を施したりしている。しかし、拡開部の広がり角度を大きくすると、コンクリートの狭い部位に応力が集中してコーン破壊が生じやすい問題が生じやすい。他方、ローレット加工について述べると、コンクリートは硬くてローレット加工を施しても拡開部がコンクリートに食い込むとは言い難いため、摩擦増大効果を得るには至っていないのが実情である。

他方、特許文献４には、アウタースリーブのアウター拡開部が施工部の下穴に食い込むことにより、下穴に対する押し付け力（突っ張り力）を増大できる旨が開示されており、アウタースリーブに対するアンカー本体の後退を阻止するため、アウタースリーブがアンカー本体に固定されていると思料される。しかし、コンクリートは硬いため、アウター拡開部が下穴に食い込むか否かは必ずしも明確ではなくて、引き抜き抵抗を大きく増大できるか否は不明であると推測される。

さて、施工部の下穴はドリル加工によって空けられるが、コンクリートのような硬い施工部に真円で真っ直ぐな下穴を空けるには相当の熟練が必要であり、現実には、下穴は真円でなくいびつな断面形状になったり、曲がったりすることが多い。このため、特許文献４のようにアウタースリーブをアンカー本体に固定していると、下穴への挿入に際して、アウタースリーブが下穴の中途部につかえる現象が発生することが懸念される。そして、ハンマで叩き込むと、アウタースリーブが座屈変形してしまって使用不能になってしまうことが懸念される。

これに対しては、下穴とアウタースリーブとの間に十分なクリアランスを確保しておけばよいと解されるが、この場合は、下穴に対する拡開部の突っ張り力が低下するため、十分な引き抜き強度を確保できなくなってしまう。

本願発明はこのような現状を契機として成されたものであり、拡開式アンカーに関して、引き抜き抵抗の大幅増大や安定化、施工の容易性・確実性等を実現できる技術を提供することを目的としている。また、本願は、拡開式アンカーに関し、独立した発明たり得る改良技術を多く開示しており、これら改良技術の提供も課題となり得る。

本願発明は様々な構成を含んでおり、その典型を各請求項で特定している。

請求項１の発明は上位概念を成すものであり、
「施工部に空けられた下穴に入り込む部位が拡開部と非拡開部とに分かれている中空状のアンカー本体と、
前記アンカー本体の拡開部を広がり変形させる拡開操作部材と、
前記アンカー本体のうち少なくとも前記拡開部の一部を外周側から覆うスリーブとを有しており、
前記アンカー本体の拡開部は、軸方向に長いインナースリットを複数本並設することによって軸心と交叉した方向に広がり変形することが許容されている」
という基本構成であり、更に、
「前記アンカー本体における前記拡開部の外周面は、前記拡開部を拡開する前の状態で前記非拡開部と同一径で連続したストレート形状になっている一方、
前記スリーブは板材製又はパイプ製であって全体が等厚になっており、
前記スリーブは、前記拡開部と非拡開部との両方に跨がって配置されていると共に、先端は前記拡開部の先端よりも手前に位置しており、従って、前記拡開部は、前記スリーブの先端からはみ出た露出部を有しており、
前記スリーブとアンカー本体とは、前記拡開部が拡開した状態で前記アンカー本体に引き抜き力が作用したときに前記スリーブは前記下穴に停止して前記アンカー本体が後退することを許容するように、前記拡開部と非拡開部との両方に対して相対動可能に設定されている」
という構成を含んでいる。

請求項１の発明において、スリーブの基端を下穴の開口縁まで位置させてもよいし、スリーブの基端を下穴の開口縁よりも内側に位置させてもよい。

アンカー本体は部材を施工部に固定する機能を有しているが、一態様として、アンカー本体に雌ねじを形成して、この雌ねじにねじ込んだ締結用ボルトで部材を施工部に固定することができる。他の態様として、アンカー本体に、施工部の外側に露出する雄ねじ部を形成して、この雄ねじ部にねじ込んだナットで部材を施工部に固定することができる。更に、アンカー本体に、施工部の外側に露出するブラケットを設けて、このブラケットに部材を取り付けることもできる。

本願第１の発明では、アンカー本体に引き抜き力が作用したときにスリーブとアンカー本体とが相対動し得ることは必要であるが、スリーブを予めアンカー本体にセットしている場合、流通段階でスリーブがアンカー本体から離脱しないように、例えば接着剤で位置決めして簡単には相対動しないように保持しておくことは可能である。

請求項２の発明は、請求項１において、
「前記拡開操作部材は、前記アンカー本体のうち少なくとも前記拡開部内に配置したボールの群と、前記ボールの群を先端側に押しやるボルトとによって構成されており、前記アンカー本体の内周に雌ねじが形成されている」
という構成になっている。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、
「前記アンカー本体の拡開部は、軸方向に長いインナースリットを形成することによって軸心と交叉した方向に広がり変形することが許容されている一方、
前記拡開操作部材は、前記アンカー本体の拡開部に内部から進入する芯棒であり、前記芯棒と前記拡開部とのうち少なくとも一方に、前記芯棒の打ち込みによって前記拡開部を広がり変形させるテーパ部が形成されている」
という構成になっている。

スリーブの材料としては、金属板や金属パイプを使用できる。金属パイプを使用する場合は、アンカー本体の拡開部を覆う部分は、１本又は複数本のスリット（或いは切り込み）によって広がり変形可能に構成するのが好ましい。

請求項４の発明は、請求項１～３のうちのいずれかにおいて、
「前記スリーブは、その全長に亙って延びる１本のメインアウタースリットによって非ループ形状に分断されており、
かつ、前記アンカー本体の拡開部に嵌まる部位は、前記アンカー本体の先端側にのみ開口した補助アウタースリットによって複数の片に分離している」
という構成になっている。請求項４の発明のスリーブは、金属板を材料にして、曲げ加工等によって製造することもできるし、金属パイプを材料にして、打ち抜き加工等によって製造することもできる。

請求項５の発明は、請求項１～４のうちのいずれかにおいて、
「前記アンカー本体の非拡開部に、前記スリーブの後退動を阻止する突起が形成されている」
という構成になっている。

◎請求項１の発明の効果
請求項１の発明では、アンカー本体に対して引き抜き力が作用すると、テーパ状に広がっている拡開部が下穴から抜け移動（後退）しようとするが、スリーブとアンカー本体とは相対動可能になっているため、拡開部が後退しようとすると、スリーブが拡開部と下穴との間に強く挟み込まれる。

つまり、スリーブは下穴に密着した状態で停止しつつ、拡開部がスリーブに対して強く突っ張るのであり、端的に述べると、スリーブが、アンカー本体の抜けを阻止するくさび部材として作用することになる。そして、アンカー本体が下穴から後退しようとすればするほど、スリーブは下穴と拡開部との間に強く挟み込まれて、くさび作用は強くなる。これにより、拡開式アンカーは高い引き抜き抵抗を得ることができる。

そして、施工手順は従来と同じであり、従来以上の労力は必要ないため作業者の負担増大をもたらすことはない。また、従来の拡開式アンカーにスリーブを付加するだけであるため、コストアップも抑制できる。

このように、スリーブによって引き抜き抵抗を増大できるため、拡開部を広げる程度を従来よりも低くしつつ、従来と同等の引き抜き抵抗を確保することもできる。従って、必要な引き抜き抵抗は確保しつつ、下穴に作用する突っ張り力を抑制することが可能になるのであり、その結果、作業者の負担軽減に更に貢献できると共に、施工部のコーン破壊防止効果も向上できる。

さて、下穴はドリル加工で空けられるが、既述のとおり、正確な真円に形成することは困難であり、楕円等のいびつな形状になったり曲がったりすることが多い。また、内径のバラツキも不可避である。このため、従来の心棒打ち込み式アンカーでは、引き抜き抵抗が一定化（安定化）しないことが多かった（ボール式の場合は、拡開部の広がり程度を調節できるので、引き抜き強度の安定化に貢献できる）。

そして、請求項１の発明では、スリーブがくさび作用を果たすことにより、下穴の内径や形状にバラツキがあっても、そのバラツキをスリーブによって吸収することができる。従って、心棒打ち込み式のアンカーのように拡開部の広がりの程度が一定になっていても、安定した引き抜き強度を確保できる。この点が、本願発明の大きな利点の一つである。

更に、請求項１の発明では、拡開部が露出部を有しているため、アンカー本体の拡開部の広がり変形が良好になる。この面で、まず引き抜き抵抗の増大に貢献している。次に、拡開部の先端側部位がスリーブの外側に露出しているため、スリーブが拡開部と一緒に後退することがなく、スリーブは下穴の内面に密着して停止した状態に確実に保持できる。これにより、くさび効果を十分に発揮して、引き抜き抵抗増大を確実化できる。

◎請求項２の発明の効果
請求項２の発明のように拡開操作部材としてボール群とボルトとを採用すると、既述のとおり、拡開部の拡開は動力ドライバを使用して行えるため、作業者の負担を著しく軽減できる。特に、作業者の負担軽減効果は、天井部への施工や高所での作業において顕著に現れる。また、締め付けトルクを調節できるため、トルク管理を容易に行える利点や、長期の使用によって締結力が低下しても増し締めによって所定の締結力に復元できる利点などがある。

さて、芯棒を使用して拡開部を広げる拡開式アンカーでは、一般に、アンカー本体に尾根が形成されており、この雄ねじにねじ込んだナットによって部材を施工部に固定しているが、雄ねじは施工部の外側に露出しているため、部材を撤去して後は、アンカー本体の露出部をサンダーで切り取っているが、サンダーの使用によって火花が発生するため、近くの可燃物にサンダーの火花が引火して火災の原因になることがあった。

これに対して本願請求項２の発明では、ボールを押圧するボルトを緩めると拡開部による突っ張り力が低下するため、部材を撤去して拡開式アンカーが不要になった場合、アンカーを容易に抜き外すことができる。従って、部材撤去後の処理作業の手間を軽減できる。

◎請求項３の発明の効果
芯棒をハンマで打ち込んでアンカー本体の拡開部を広げる方式のアンカーは、拡開部の拡開作業を迅速に行える利点があるが、既述のとおり、ハンマの振り降ろしに大きな力を要するため作業者の負担が大きい問題や、施工部にコーン破壊が発生しやすい問題がある。

これに対して、本願請求項３の発明では、スリーブによって引き抜き抵抗を増大できることにより、拡開部の広がりの程度を弱めつつ必要な引き抜き強度を確保できるため、従来と同等の引き抜き抵抗を保持しつつ、作業者の負担を軽減したりコーン破壊を防止したりすることが可能になる。

◎請求項４の発明の効果
スリーブは様々な素材で様々な態様を採用できるが、請求項４の発明のように金属板で製造すると、耐久性に優れると共に高いくさび効果を発揮できる。また、市販の板材やパイプを使用できるため、コスト面でも有利である。更に、スリーブは弾性力によってアンカー本体に取付けられているため、取付けも簡単であって実用性に優れている。

スリーブの材料としてパイプをそのまま使用することも可能であるが、請求項４の発明のようにメインアウタースリットを有する非ループ状に形成すると、スリーブは弾性に抗して広げ変形又は窄まり変形させることができるため、スリーブ及びアンカー本体に加工誤差があっても、加工誤差を吸収してアンカー本体や下穴に確実に取付けできる。従って、実用性に優れている。また、パイプを材料にした場合に比べて、長さや外径を任意に設定できるため、製造面でのメリットは大きい。

更に、スリーブのうちアンカー本体の拡開部を覆う部分（追従拡開部）は補助アウタースリットによっても複数の片に分割されているため、アンカー本体の押圧作用による下穴への密着性を向上できる。従って、くさび効果を的確に発揮させて、引き抜き強度向上の確実化に貢献できる。

◎請求項５の発明の効果
請求項５の発明のように、スリーブの後退動阻止手段としての突起をアンカー本体の非拡開部に設けておくと、スリーブを正確に位置決めできるため、くさび効果は確実に発揮される。

第１実施形態を示す図で、（Ａ）は分離斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ－Ｃ視図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤ－Ｄ視図、（Ｅ）は断面図、（Ｆ）は施工状態の断面図、（Ｇ）は作用を示す図である。 作用・効果の説明図であり、（Ａ）は試験結果のグラフ、（Ｂ）は実施例（試料）の断面図、（Ｃ）はくさび作用の説明図である。 第２～第１０実施形態及び第１～２参考例を示す図である（（Ｃ）は（Ｂ）のＣ－Ｃ視断面図である。）。 第１１～第１４実施形態及び第３～６参考例をを示す図である。

(1).第１実施形態の構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に示す第１実施形態を説明する。拡開式アンカー（以下、単に「アンカー」という）は、例えばコンクリート構造物に使用されるものであり、鋼製（鉄製）のアンカー本体１を備えている。

アンカー本体１は、中空部を有する円筒状であり、先端側に、４本のインナースリット２を備えた拡開部３を形成している。すなわち、４本のインナースリット２を形成することにより、先端側に拡開部３を形成している。インナースリット２は、周方向に等間隔で４本形成されており、それぞれ拡開部３の（或いはアンカー本体１の）先端面３ａに開口している。従って、本実施形態のアンカーは先割れ方式である。従って、アンカー本体１は、先端側の拡開部３と基端側の非拡開部とに二分されている。

アンカー本体１の内部には、拡開部３を押し広げるための手段として、多数のボール４を充填している（なお、断面図では、便宜的に、ボール４とインナースリット２とを重ねて表示している。）。また、アンカー本体１の内周には雌ねじ５が形成されており、この雌ねじ５に、ボール４の群を押すための拡開用ボルト６をねじ込んでいる。

ボール４は同じ大きさに表示しているが、実際には、径が異なる複数種類を充填し、内部をなるべく密に構成するのが好ましい。拡開用ボルト６は頭を備えておらず、基端面（後端面）に、六角式等の棒状レンチ７が係合する係合穴６ａが形成されている。なお、雌ねじ５は、アンカー本体１の全長に亙って形成することも可能である。

アンカー本体１の先端部には、ボール４の抜けを阻止する内膨れ部（ストッパ部）８を形成している。内膨れ部８もインナースリット２で分断されている。拡開部３の内周面は、内膨れ部８を除いてストレートに形成されている。

そして、アンカー本体１に、拡開部３と非拡開部とに跨がった状態で筒状のスリーブ９を装着している。スリーブ９は、ステンレス板やばね鋼、或いはアルミ板などの等厚の金属帯板を曲げて形成されており、全長に亙って延びるメインアウタースリット１０によって、非ループ状に分断されている。そして、スリーブ９は、アンカー本体１に装着していない状態でアンカー本体１の外径よりも小径になっており、従って、アンカー本体１は、スリーブ９によって弾性的に抱持されている。

また、スリーブ９は、アンカー本体１よりも短くて、アンカー本体１の拡開部３よりは長い長さになっており、更に、スリーブ９の先端はアンカー本体１の先端よりもある程度の寸法だけ後ろに位置している。従って、拡開部３のうち先端側の長さＥの範囲は、スリーブ９で覆われていない露出部になっている。

更に、スリーブ９のうちメインアウタースリット１０を除いた部位には、先端に向けて開口した３本の補助アウタースリット１１が、周方向に離れて３本形成されている。従って、本実施形態では、スリーブ９には、アンカー本体１のインナースリット２と同じ本数のアウタースリットが形成されており、複数本のアウタースリットで分断された部位が、アンカー本体１の拡開部３と一緒に拡開する追従拡開部になっている。

なお、メインアウタースリット１０及び補助アウタースリット１１は、切り線の態様であってもよい。また、図では、スリーブ９のメインアウタースリット１０及び補助アウタースリット１１とアンカー本体１のインナースリット２とを重ねて表示しているが、これは作図上の便宜的なものであり、現実には、アンカー本体１とスリーブ９との相対姿勢は一定していない。

アンカーをコンクリートの施工部１２に空けられた下穴１３に挿入してから、棒状のレンチ７で拡開用ボルト６をねじ込むと、ボール４の群で拡開部３は軸心と交叉した方向に押されて拡開する。これにより、拡開部３が下穴１３に強く突っ張って、アンカーは下穴１３に固定される。そして、ボール４による押圧力が拡開部３の全長にわたって略均等に作用する。

なお、本実施形態では、拡開部３はアンカー本体１の外径の１倍強しかないため、拡開部３はテーパ状に広がり変形するが、拡開部３の長さがアンカー本体１の外径の２～３倍以上になると、拡開部３のうち付け根側はテーパ状に変形して、それよりも先の部分はストレート状のままに膨れ変形することになる。

取り付けられる部材Ｗの固定方法（支持方法）は、用途によって選択したらよい。図示の実施形態では、部材Ｗは、アンカー本体１の雌ねじ５にねじ込まれる締結用ボルト１５によって施工部１２の表面に押さえ固定されている。天井に取り付けられるアンカーの場合は、締結用ボルト１５を吊りボルトに変更して、これにブラケットを介して天井材を吊支することもできる。また、締結用ボルト１５に代えてアイボルトをアンカー本体１にねじ込んで、アイボルトに部材を吊支することも可能である。

図１（Ｂ）に一点鎖線で示すように、アンカー本体１の非拡開部に、ストッパの一例として、スリーブ９の後退動を阻止する環状突起１６を形成することも可能である。ストッパの他の形態として、点状又は若干の長さの突条も採用できる。

(2).作用・効果
アンカー本体１は、施工部１２の表面とアンカー本体１の後端面とに重なった状態に固定されている。そして、図１（Ｇ）では、アンカー本体１に大きな引き抜き荷重が作用してアンカー本体１がずれ移動し、部材Ｗと施工部１２との間に大きな間隔が空いた状態を表示している。

アンカー本体１が図１（Ｇ）の状態にずれ動くためには、テーパ状に変形した拡開部３がずれ動くことが必要であるが、本実施形態では、アンカー本体１の拡開部３がスリーブ９で抱持されているため、アンカー本体１が（Ｇ）の状態にずれ動こうとすると、スリーブ９がくさびになって、アンカー本体１のずれ動きに対して大きな抵抗が発生する。

すなわち、図２（Ｃ）に示すように、スリーブ９のうち拡開部３と重なっている部分もテーパ状に変形しているため、拡開部３が抜け方向に移動しようとすればするほど、スリーブ９が拡開部３と下穴１３との間に強く挟み込まれて、拡開部３のずれ移動が阻止される。このため、高い引き抜き抵抗を発揮する。

つまり、アンカー本体１が抜け方向に移動しようとすると、スリーブ９は、テーパ状であることによって軸心と直交した方向に押されるが、スリーブ９が軸心と直交した方向に移動することは下穴１３に規制されてできないため、アンカー本体１は、ごく僅かの寸法のみスリーブ９と相対動して後退できても、それ以上の後退はスリーブ９によって阻止されてしまう。従って、現実には、通常の使用状態で図１（Ｇ）のような状態までアンカー本体１が抜けることはない。

ここで、アンカー本体１とスリーブ９とが一緒にずれ動くことはないのかという疑問が生じるが、アンカー本体１とスリーブ９とは相対動しても、スリーブ９が下穴１３に対して後退動することは全く又は殆どない。従って、スリーブ９は、アンカー本体１の後退動（抜け移動）を阻止するストッパ機能を確実に発揮する。

アンカー本体１とスリーブ９との間に滑りが生じても、スリーブ９と下穴１３との間に滑りが生じない理由は、スリーブ９と下穴１３との間の摩擦抵抗が、スリーブ９と拡開部３との間の摩擦抵抗よりも大きいためと推測される。このような摩擦抵抗の違いを前提にして、スリーブ９が、アンカー本体１の後退動によって下穴１３に押圧されることにより、スリーブ９はずれ不能に保持されると解される。実施形態のように、スリーブ９がメインアウタースリット１０と補助アウタースリット１１によって分断されていると、下穴１３に対するスリーブ９の突っ張り作用が強くなるため、拡開部のずれ移動を阻止するストッパ機能を発揮させる上で好適であると解される。

また、上記のとおり、スリーブ９は、アンカー本体１のずれ移動によって広がり変形するが、これは、アンカー本体１の抜け移動に追従してスリーブ９が拡開していることを意味している。

本実施形態では、拡開部３の先端部はスリーブ９で覆われていない露出部になっているため、拡開部３の先端部は下穴１３に食い込んでいる。従って、拡開部３の広がり変形が良好になっている。この面でも、引き抜きに対して抵抗が増大している。次に、アンカー本体１を後退させるためには、拡開部３の先端部で下穴を破壊せねばならないが、このことも、引き抜き抵抗の増大に貢献している。

更に、拡開部３の先端部がスリーブ９の外側に露出しているため、スリーブ９が拡開部３と一緒に後退することがなく、スリーブ９は、拡開部３による拡開作用によって下穴１３に対して強く突っ張る。その結果、スリーブ９による拡開部３のずり下がり防止を確実化している。

(3).試験結果
図２の（Ａ）では、実施例の引き抜き試験結果を表示している。この試験に使用した実施例（試料）は、外径Ｄ１が１４．６ｍｍの素材で製造されており、全長Ｌ１は４５ｍｍであった。スリーブ９は、厚さが０．５ｍｍのものと、厚さが０．６ｍｍのものとを作成しており、それぞれ５本ずつ製造し、平均値をとってグラフとした。

この実施例では、アンカー本体１の基端に、素材径と同じ外径の環状突起１６が形成されており、環状突起１６よりも前方側で拡開部３の略中間部までの部位は、外径Ｄ２を１３．６ｍｍとした小径ストレート部１８になっており、拡開部３の前端部は、素材径Ｄ１の大径ストレート部１９になっている。そして、小径ストレート部１８と大径ストレート部１９との間の部分はテーパ部２０になっている。テーパ部の角度θは約５°になっている。環状突起１６は、スリーブ９の後退を阻止するストッパとして機能している。

拡開部３の全長Ｌ２は１８ｍｍ、スリーブ９の全長Ｌ３は約３３．５ｍｍ、スリーブ９における補助アウタースリット１１の長さＬ４は約２４ｍｍ、大径ストレート部１９の長さＬ５は３．２ｍｍ、雌ねじ５の長さＬ６は２５ｍｍであった。また、ボルトはＭ１０を使用した。ボール４は４～５ｍｍのものを使用した。下穴１３は、外径が１５ｍｍのドリルで空けている。

外径が１４～１５ｍｍ程度の拡開式アンカーでは、通常は、降伏点の荷重は高くても１５ＫＮ程度であるが、本実施品は、２０ＫＮ程度の引き抜き強度があり、従来品に比べて格段に高い締結力を有することが判る。なお、厚さが０．６ｍｍのアンカーのグラフでは、引き抜き量が８ｍｍを越えると荷重が急低下しているが、これは、コンクリートの破壊を意味している。

スリーブ９の厚さについて見ると、厚さが厚い方が、弾性変形領域において、荷重の増加率に対する変位量の増加率が少ないことが判る。すなわち、スリーブ９の厚さが厚いと、薄い場合に比べて、同じ荷重が掛かっても変位量が少ないことが判る。これは、スリーブ９の厚さが厚いと、スリーブ９と下穴１３との間のクリアランスが小さいため、スリーブ９の拡開部３と下穴１３との密着面積が大きくなっているためと推測される。

従って、下穴１３とスリーブ９との間のクリアランスを極力小さくしておくと、スリーブ９の厚さに関係なく、荷重の増加率に対する変位量の増加率を極力小さくできると推測される。そして、拡開式アンカーを使用するに当たっては、実際には、数倍の安全率をとって最大想定荷重の数分の１の荷重で使用しており、グラフの立ち上がり線は縦軸に寄るほど好適であるが、本願発明の実施品は、いわぱ、荷重が掛かってもずれ動かない状態に保持できるため、現実の使用においても優れている。

降伏点の高さは、スリーブ９の厚さとはあまり関係ないが、降伏点を過ぎてからの荷重（応力）の動きを見ると、スリーブ９の厚さが０．５ｍｍである方が、荷重が高くなっている（つまり、引き抜き抵抗が大きくなっている）ことが判る。その理由は必ずしも明確でないが、スリーブ９が薄いとコンクリートとの密着性（なじみ）が高くなるため、抵抗も大きくなるのではないかと推測される。

また、材質としては、アンカー本体１には一般構造用圧延鋼材を使用して、スリーブ９には冷間圧延鋼板を使用したが、スリーブ９の材質は、引き抜き抵抗と大きく関連しているかもしれない。アルミ板のような軟質の金属板が好ましいと考えられるが、拡開部３との密着性が高くなり過ぎて、スリーブ９とアンカー本体１とが一緒に後退する現象が生じるかもしれない。

既述のとおり、拡開部３の先端部を露出させておくのは好適であるが、下穴１３に対する拡開部３の食い込み量を増大させるためには、スリーブ９の厚さはできるだけ薄いのが好ましい。本願発明者たちが実験したところ、０．２ｍｍ又は０．２５ｍｍの厚さのものを使用すると、降伏点において２２ＫＮ以上の引き抜き強度を得ることができた。また、コンクリートのコーン破壊も起こりにくく、降伏点を経過した後も引き抜き抵抗が増大する傾向が見られた。

従って、スリーブ９の厚さは薄いのが好ましいと云えるが、薄過ぎると強度が低下して、使用時に破れやすくなる。現実的には、０．２～０．６ｍｍ程度が好適と推測される。

(4).第２～６実施形態及び第１参考例
次に、図３以下に示す他の実施形態及び参考例を説明する。図３（Ａ）に示す第２実施形態では、スリーブ９をアンカー本体１とほぼ同じ長さに設定している。このように構成すると、下穴１３での拡開式アンカーの安定性を向上できる。アンカー本体１の基端に、スリーブ９の後退を阻止するフランジ状の環状突起１６を設けると好適である。

スリーブ９を予めアンカー本体１に取り付けておく場合、スリーブ９をアンカー本体１に対して位置決めしておくのが好ましい。スリーブ９の位置決め手段としては、例えば、スリーブ９を接着剤でアンカー本体１に仮り止めしておくことも可能であるが、接着剤による仮止めでは、アンカー本体を下穴に挿入するに際して、スリーブが下穴に引っ掛かって、スリーブがアンカー本体に対して相対的に後退動してしまうおそれがある。

これに対して、環状突起１６のような後退動阻止手段（ストッパー）をアンカー本体１の非拡開部に設けておくと、スリーブ９を正確に位置決めできるため、くさび効果は確実に発揮される。位置決め手段として、環状突起１６に代えて、周方向に点在した複数の突起や、環状溝、或いは、周方向に断続した溝なども採用できる。位置決め手段として溝を採用する場合は、スリーブには、溝に嵌まる係合片を内向き突設したらよい。この場合、係合片と溝とは、スリーブとアンカー本体とが軸心方向に相対動することを許容できる関係に設定しておく必要がある。

なお、下穴１３の開口縁はドリルの振れ動きによって若干広がっているのが普通であるので、アンカー本体１の基端にフランジ状の環状突起１６を設けても、環状突起１６を下穴１３の開口部に入り込ませることができる。従って、アンカー本体１の基端が施工面から突出することはない。

図３（Ｂ）（Ｃ）に示す第３実施形態では、スリーブ９はメインアウタースリット１０のみを有しており、補助アウタースリット１１は備えていない。この実施形態でも、スリーブ９はアンカー本体１のずれ移動によって追従拡開するため、くさび作用を備えている。一点鎖線で示すように、スリーブ９を拡開部３の箇所のみに配置することも可能である。この場合も、拡開部３の先端部は、スリーブ９の前方に露出させておくのが好ましい。

図３（Ｅ）の例のように、スリーブ９は、１本又は複数本の補助アウタースリット１１のみを有して、基端側に完全なループ形状の部分（非拡開部）が存在する形態も採用可能である。

図３（Ｄ）に示す第１参考例では、アンカー本体１のうち拡開部３を含む部分を、スリーブ９の板厚の寸法程度段落ちした小径部２１に形成し、この小径部２１にスリーブ９を嵌着している。従って、小径部２１の基端は、スリーブ９の後退を阻止するストッパになっている。この参考例では、アンカー本体１の全体を下穴１３にできるだけ密接させることができるため、アンカーの安定性を向上できる。

図３（Ｅ）に示す第４実施形態では、スリーブ９は材料としてパイプを使用しており、少なくともアンカー本体１の拡開部３を抱持する部分に、先端に向けて開口した複数本の補助アウタースリット１１を形成している。従って、スリーブ９は、全周に亙って連続した非拡開部を有している。

図３（Ｆ）に示す第５実施形態では、スリーブ９のメインアウタースリット１０及び補助アウタースリット１１を、軸線に対して傾斜した姿勢に形成している。

図３（Ｇ）に示す第６実施形態では、アンカー本体１に、拡開部３を抱持するスリーブ９と、スリーブ９よりも基端側に位置したスペーサリング２２とを嵌着している。スペーサリング２２は、下穴１３の内部でアンカーが振れ動くことを防止して安定性を確保すると共にスリーブ９の後退を阻止するためのストッパー部材（突起）であり、スポット溶接や強制嵌合等により、アンカー本体１にずれ不能に固定している。

図３（Ｇ）の第６実施形態では、アンカー本体１のインナースリット２はアンカー本体１の先端面３ａには開口していない。従って、拡開部３は先割れしないクローズド方式になっており、拡開部３を挟んだ前後両側に非拡開部が存在している。この実施形態では、拡開部３は、軸心と直交した方向から見て台形状又は弓形に膨れ変形する。そして、スリーブ９の先端は、拡開部３の前後中間点よりも基端側に位置させている。

(5).第７～１５実施形態
図３（Ｈ）に示す第７実施形態では、スリーブ９の拡開部３に、多数の角穴２３を形成している。他方、図３（Ｉ）に示す第８実施形態では、スリーブ９を、多数の丸穴が空いたパンチングメタルで形成している。また、図３（Ｊ）に示す第２参考例では、スリーブ９をステンレス製等の金網で形成している。図３（Ｊ）の金網は、目ずれを防止するため、縦横の線材を交差部において圧接又は電気溶接したタイプであるのが好ましい。

スリーブ９の素材としては、細いステンレス線等の金属線で構成した金属製不織布や、薄い金属焼結板、或いはラス板なども使用できる。また、スリーブ９は単層構造である必然性はないのであり、同種材料又は異種材料の積層体も採用可能である。スリーブ９のうち少なくとも外周面を、例えばサンドブラスト処理するなどして粗雑面と成すことも可能である。この場合は、下穴１３との間の摩擦を増大させて、引き抜き抵抗アップに貢献できると期待される。

図３（Ｋ）に示す第９実施形態では、アンカー本体１のうち少なくとも拡開部３の箇所にローレット加工を施している。他方、図４（Ｌ）に示す第１０実施形態では、アンカー本体１のうち少なくとも拡開部３の外周面に、断面Ｖ形の環状溝を多数形成することにより、拡開部３を含む部分を断面鋸歯形に形成している。

図４（Ａ）に示す第３参考例では、アンカー本体１のうち拡開部３の全体を含む部位に、スリーブ９が嵌め込まれる小径部２１を形成し、かつ、拡開部３の先端にフランジ２５を形成している。フランジ２５の後面は、スリーブ９の逃げ移動を許容するため傾斜面２５ａに形成されている。また、この参考例では、スリーブ９は、アンカー本体１と相対動し得るように小径部２１の長さよりも短い長さに設定している。

図４（Ｂ）に示す第４参考例でも小径部２１を形成しているが、この参考例では、小径部２１は先端に向けて拡径したテーパ状になっている。従って、スリーブ９のくさび作用は強くなると予想される。この参考例とは逆に、拡開部３の外径を先窄まりのテーパに形成することも可能である（この場合も、拡開部３は、広がり変形して先広がりのテーパ状に拡開するため、抜け防止機能に問題はない。）。

図４（Ｃ）に示す第５参考例では、複数個のスリーブ９を、軸方向に並べて配置している。この例から理解できるように、複数個のスリーブ９を配置することも可能である。図４（Ｄ）に示す第１１実施形態では、スリーブ９は、帯板を螺旋状に巻いて構成されている。従って、メインアウタースリット１０は螺旋状の姿勢になっている。

図４（Ｅ）に示す第１２実施形態では、スリーブ９に、円形に膨出形成された突起２６を、点在する状態で複数個（好適には多数個）形成している。図示の突起２６はアンカー本体１と反対側に突出しているが、アンカー本体１に当接させてもよい。この実施形態では、突起２６の弾性を利用してアンカーを下穴１３に挿入できるため、アンカーを下穴１３に仮保持できると云える。突起２６は、切り起こしによって形成してもよい。エンボス加工された板材を使用することも可能である。

図４（Ｆ）に示す第６参考例では、長さが相違する２本のスリーブ９を重ねて使用している。すなわち、短い長さのスリーブ９を外側にして、２枚重ね状に配置している。図では、外側のスリーブ９を基端側に寄せて配置しているが、外側のスリーブ９を先端側に寄せてもよい。或いは、外側のスリーブ９を内側のスリーブ９の中間部に配置してもよい。２枚のスリーブ９は、単に重ねただけでもよいし、スポット溶接などで固定してもよい。また、１枚の材料を折り返して製造することも可能である。

図４（Ｆ）の参考例では、スリーブ９は拡開部３の先端と基端との間に配置されている。従って、拡開部３は、先端側と基端側とに、スリーブ９で覆われていない露出部を有する。一点鎖線に示すように、スリーブ９を拡開部３の箇所のみに配置しつつ、スリーブ９の基端を拡開部３の基端に揃えて、拡開部３の先端側のみをスリーブ９の前方に露出させることも可能である。

(6).第１３～２０実施形態
図４（Ｇ）に示す第１３実施形態は、芯棒打ち込み式の拡開式アンカーに適用している。すなわち、この実施形態では、アンカー本体１は、後ろ向きに開口した中心穴２７を有する筒状に形成されており、このアンカー本体１に、先端に開口した複数のインナースリット２を有する拡開部３と、施工部の外側に露出する雄ねじ部２８とを有しており、内部に芯棒２９が基端から挿入されている。従って、雄ねじ部２８が露出部になっている。

芯棒２９の先端は先窄まりのテーパ部２９ａになっている。一方、アンカー本体１の拡開部３には、芯棒２９の押圧作用を受ける内膨れ部３０が形成されており、内膨れ部３０の後面は、芯棒２９の打ち込みの誘いのためテーパ面３０ａになっている。芯棒２９の基端（後端）には、打ち込み深さを規定するため、アンカー本体１の内径よりも大径の頭部２９ｂを形成している。この実施形態では、部材（図示せず）はナット３１によって施工面に固定される。

そして、アンカー本体１のうち施工部１２の下穴１３に入り込んだ部位に、スリーブ９を装着している。スリーブ９は、例えば図３（Ｅ）の形態とすることができるが、他の任意の形態も採用できる。この実施形態では、芯棒２９がハンマで打ち込まれて拡開部３が拡開する。

図４（Ｈ）に示す第１４実施形態も、芯棒２９の打ち込みによって拡開部３を拡開するが、この実施形態では、芯棒２９はアンカー本体１の内部に入り込んでおり、ロッド３２を介して打ち込まれる。また、アンカー本体１の内部に雌ねじ５が形成されており、部材（図示せず）は、図示しない締結用ボルトによって施工部に固定される。

この実施形態では、アンカー本体１はその全体が下穴に入り込んでいるため、芯棒２９の打ち込みに際しては、頭部３３ａを備えた中空ボルト３３が使用されている。つまり、中空ボルト３３はその内部にロッド３２が挿通されるようになっており、中空ボルト３３を雌ねじ５にねじ込むことにより、アンカー本体１を移動不能に保持し、その状態で、ロッド３２を介して芯棒２９を打ち込むものである。敢えて述べるまでもないが、アンカー本体１を施工部に取り付けた後は、中空ボルト３３は取り外される。そして、アンカー本体１に、図４（Ｇ）と同様にスリーブ９が装着されている。ロッド３２を中空ボルト３３に組み込んでおくと、作業性が良くて好適である。

芯棒を外側から打ち込んで拡開部を拡開するタイプのアンカーは、従来は特許文献４のように雄ねじタイプになっているが、本実施形態では、頭付きの中空ボルト３３を使用することにより、芯棒打ち込み式でありながら雌ねじタイプのアンカーを実現できる。そして、雌ねじタイプのアンカーは施工面の外側に露出しないため、部材を取り外した後の処理は不要である。この構造のアンカーは、スリーブの有無とは関係なく独立した発明たり得る。なお、芯棒打ち込み式であるため、短い長さとしつつ雌ねじタイプを実現できる利点もある。

(9).その他
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、スリーブ９の外面に、下穴との摩擦抵抗を増大させるために、合成樹脂層やメッキ層などの補助層を形成することも可能である。

アンカー本体及びスリーブとも、スリットの数は任意に設定できる。アンカー本体のスリットは、等間隔で３本形成するのが合理的であるが、フライス加工を考慮すると、実施形態のように４本形成するのは現実的である（５本以上形成することも可能である。）。アンカー本体におけるスリットの数と、スリーブにおけるスリットの数とは相違していても差し支えない。

本願発明は、拡開式アンカーに具体化できる。従って、産業上利用できる。

Ｗ 部材
１ アンカー本体
２ インナースリット
３ 拡開部
４ 拡開操作部材の一環を成すボール
５ 雌ねじ
６ 拡開操作部材の一環を成す拡開用ボルト
８ 内膨れ部
９ スリーブ
１０ メインアウタースリット
１１ 補助アウタースリット
１２ 施工部
１３ 下穴
１５ 締結用ボルト
２６ ストッパーの一例としての環状突起
２９ 芯棒

Claims (5)

1. 施工部に空けられた下穴に入り込む部位が拡開部と非拡開部とに分かれている中空状のアンカー本体と、
   前記アンカー本体の拡開部を広がり変形させる拡開操作部材と、
   前記アンカー本体のうち少なくとも前記拡開部の一部を外周側から覆うスリーブとを有しており、
   前記アンカー本体の拡開部は、軸方向に長いインナースリットを複数本並設することによって軸心と交叉した方向に広がり変形することが許容されている構成であって、
   前記アンカー本体における前記拡開部の外周面は、前記拡開部を拡開する前の状態で前記非拡開部と同一径で連続したストレート形状になっている一方、
   前記スリーブは板材製又はパイプ製であって全体が等厚になっており、
   前記スリーブは、前記拡開部と非拡開部との両方に跨がって配置されていると共に、先端は前記拡開部の先端よりも手前に位置しており、従って、前記拡開部は、前記スリーブの先端からはみ出た露出部を有しており、
   前記スリーブとアンカー本体とは、前記拡開部が拡開した状態で前記アンカー本体に引き抜き力が作用したときに前記スリーブは前記下穴に停止して前記アンカー本体が後退することを許容するように、前記拡開部と非拡開部との両方に対して相対動可能に設定されている、
   拡開式アンカー。
2. 前記拡開操作部材は、前記アンカー本体のうち少なくとも前記拡開部内に配置したボールの群と、前記ボールの群を先端側に押しやるボルトとによって構成されており、前記アンカー本体の内周には雌ねじが形成されている、
   請求項１に記載した拡開式アンカー。
3. 前記拡開操作部材は、前記アンカー本体の拡開部に内部から進入する芯棒であり、前記芯棒と前記拡開部とのうち少なくとも一方に、前記芯棒の打ち込みによって前記拡開部を広がり変形させるテーパ部が形成されている、
   請求項１又は２に記載した拡開式アンカー。
4. 前記スリーブは、その全長に亙って延びる１本のメインアウタースリットによって非ループ形状に分断されており、
   かつ、前記アンカー本体の拡開部に嵌まる部位は、前記アンカー本体の先端側にのみ開口した補助アウタースリットによって複数の片に分離している、
   請求項１～３のうちのいずれかに記載した拡開式アンカー。
5. 前記アンカー本体の非拡開部に、前記スリーブの後退動を阻止する突起が形成されている、
   請求項１～４のうちのいずれかに記載した拡開式アンカー。

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