JPH03479Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案はロツクボルト、詳しくはナトム
（NATM、即ちNew Austrian Tunnelling
Method）によるトンネル工事、地下発電所や石
油備蓄所としての地下大空洞の建設工事の支保工
として、或いは法面の補強工事におけるアンカー
工として使用に供することができるロツクボルト
に関する。

考案の技術的背景とその問題点 この種のロツクボルトは、トンネル坑壁等の施
工面に孔を穿ちその穿孔内にボルトを挿入、ボル
ト先端部に定着装置を設け、或いは穿孔内に接着
剤を填充してアンカーリングする仕組みのもの
で、他端部がねじになつており、該ボルトねじ部
にワツシヤー及びナツトが装着される。

ロツクボルトのボルトねじ部及びナツトの支持
力は、力がロツクボルトに偏心荷重がかかるよう
に作用すると著しく低下するし、ロツクボルト周
辺の地山の変位が大きければボルトねじ部が屈曲
して強度が低下してしまうので、ナツトとワツシ
ヤーとの間の支持面は、地山面の凹凸に即応して
自立的に力がボルト中心軸線に働くようなもので
あることが好ましい。

従来、これを充足するものとして、ナツト受座
部を球面形に突出させたベアリングプレートと呼
ばれているワツシヤーと、これに対する接座面を
該球面形に対応する球面形とした半球ワツシヤー
との組合せになる支持面が案出された。しかしこ
れはベアリングプレート（ワツシヤー）のボルト
孔が球面形ナツト受座部の頂上に対して直角にあ
けられるので、半球ワツシヤーをセツトした際、
ボルト孔のエツジが半球ワツシヤーの球面に接触
する、つまりベアリングプレート（ワツシヤー）
と半球ワツシヤーは線でしか当らず、ロツクボル
トに働く軸力荷重がある値を超えると、ベアリン
グプレート（ワツシヤー）の球面形ナツト受座部
が地山側へ陥没状に変形し、半球ワツシヤーがベ
アリングプレート（ワツシヤー）のボルト孔を通
じ同側へすつぽり抜けてしまうというように、ベ
アリングプレート（ワツシヤー）の最大耐力が充
分でない。

これを斯様な陥没状変形が起らないよう改良し
たものとして、先に本出願人は実開昭58−25400
号公報の考案を提起した。これにおいてはベアリ
ングプレート（ワツシヤー）のボルト孔周辺帯域
を截頭円錐筒形に形成すると共に、ナツトのベア
リングプレート（ワツシヤー）側の面を半球状に
面取りし、上記所定形状の形成による截頭円錐筒
形凸部にナツトの半球状面取り部を面で接座する
ようになつているため、ナツトの締付け力が地山
面の凹凸に応じて自立的に中心軸線に働くだけで
なくロツクボルトの応力（軸力）がベアリングプ
レート（ワツシヤー）の截頭円錐筒形凸部にナツ
トの半球状面取り部を通じて伝導されるとき、球
面形ナツト受座部と異なり応力（軸力）が上記截
頭円錐筒形凸部に対する圧縮力として効果的に分
力され、従つてナツト受座部の耐力が球面形にな
つたベアリングプレート（ワツシヤー）より増大
するし、またベアリングプレート（ワツシヤー）
とナツトが面と面で接触するので、ロツクボルト
の応力（軸力）が点乃至は線的に集中することが
なく、ロツクボルトの有効支持力を向上するのに
寄与する。またこの先提案のものではベアリング
プレート（ワツシヤー）の截頭円錐筒形凸部の最
大耐力をボルトねじ部の降伏点（耐力）に対し然
るべき強さにしておくことにより、ボルトねじ部
の降伏点までは、ベアリングプレート（ワツシヤ
ー）の截頭円錐筒形凸部の変形は起らず、ロツク
ボルトの応力（軸力）が増大して行き、ボルトね
じ部の降伏点を超えると、当該凸部がボルトねじ
部の破断に先立つて徐々に圧扁状に変形するよう
になる。この場合、該凸部に対するロツクボルト
の軸力は前述のように圧縮力として効果的に分力
された形で作用するから、ナツトがすつぽ抜ける
ようなことはない。従つて、この凸部の変形が軸
力荷重が限界値に近い或いはそれを超えてかかつ
ていることの指標として役立ち、ロツクボルトの
増打ち其他の然るべき対策を合目的的に取ること
を保証する。

しかし、上記先提案に係る考案は、ロツクボル
トのねじ部がロツクボルトでない一般的なボルト
と同様なねじであり、これに前記のように締付面
を半球状に面取りしたナツトを組合せているの
で、その面取りによる強度不足をナツトの大きさ
及び高さの増大で補うことを必要とする。例えば
ボルトねじ部がM24のメートルねじの場合、大き
さがJISのM27のメートルねじの標準ナツトと同
じで、高さが標準ナツトM24の19mmに対し28mmと
いうように、寸法を一回り大きくする必要があつ
て、必ずしも合理的ではない。

考案の目的 そこで本考案は改良型のロツクボルトであつ
て、適用ナツトにおいて合理性を高め得るロツク
ボルトを提供しようというものである。本考案の
他の目的は以下の記載によりこれを明らかにす
る。

考案の構成 本考案のロツクボルトは、ボルト孔の周辺帯域
を截頭円錐筒形の凸部となし、該截頭円錐筒形凸
部をナツト受座とするワツシヤー、及び該ワツシ
ヤーに対する接座面が球面形になつたナツトを装
着するロツクボルトであつて、前記ナツト及びこ
れを螺合するボルトねじ部を電球ねじ（即ちＥ形
口金及び受け金のねじ）としたことを特徴とし、
そのボルトねじ部は転造加工により形成すればよ
い。

実施例 以下、考案の実施例を図面について説明する。。

図で１がロツクボルトであり、これに組合せる
ワツシヤー２はそのボルト孔３の周辺帯域を截頭
円錐筒形の凸部４とし、該凸部４をナツト受座と
すると共に、ロツクボルト１に装着するナツト５
の前記ワツシヤー２に対する接座面６を球面形と
し、更にボルトねじ部７及びナツト５を電球ねじ
とする。本例の場合、ロツクボルト１の他の部分
は従来公知のSNアンカーによるロツクボルトの
それと同じになつている。

考案の効果 本考案においてはワツシヤー２のナツト受座部
が截頭円錐筒形の凸部４に、これに対するナツト
５の接座面６が球面形になつているので、前示先
提案に係る考案と同じ効果が得られるのみなら
ず、ボルトねじ部７及びナツト５が電球ねじにな
つている、即ちナツト５のねじ山が電球ねじとい
う丸くかつ谷の浅い形状であるため、ナツト５ね
じ部の断面積、換言すれば強度がねじ径において
同種のものでメートルねじのそれに比較し大であ
り、従つてナツト５の接座面６を球面形に形成す
る、つまり面取りするにかかわらず、これによる
ナツト５の全体的な強度低下をナツトねじ部自体
の強度で補うことになり、適用ナツトにおいて合
理性を高めることができる。電球ねじ型のナツト
はE24（但し、電球ねじの規格を定めるJIS C7709
には、E24の規格（大きさ）がなく、E17の規格
の１段上がE26となつているので、JIS C7709に
挙げられた８種類の規格、E10，E12，E14，
E17，E26，E27，E39及びE40の段階に準じ、外
径、谷径、ピツチ、γ等を比例配分的に定めて、
ボルトねじ部７及びナツト５をE24相当のものと
した。）のナツトの場合、その大きさ、高さがJIS
のM24のメートルねじの標準ナツトより一段大、
即ちM27のメートルねじの標準ナツトの大きさ、
高さに匹敵するが、ナツトねじ部自体の強度がメ
ートルねじのそれより高いので、前示先提案の考
案に比べ適用ナツトにおいて合理性に優れる。

また本考案においてボルトねじ部７が電球ねじ
であることは、そのねじ山が低くかつ丸いから、
ナツト５のかかりが良好で、優れた施工性が得ら
れるし、ボルトねじ部７を素手で持つても、メー
トルねじの場合のように手、指を傷付けることが
なく、しかもねじ山が形状及び高さにおいて転造
加工性に優れ、完全な形のねじを転造でき、ねじ
山の転造不良による手、指の損傷がない。しかも
ボルトねじ部７は従来の通常ねじ型のロツクボル
ト、異形鉄筋型のロツクボルトの何れに比べても
損潰しにくい。

のみならず本考案によれば、ボルトねじ部７の
断面積、換言すればロツクボルトの強度をメート
ルねじのそれに比べ大幅にアツプすることができ
る。因みに、図示形式のものでSNアンカー
TD24（公称直径；23.8mm。但し前示E24に相当す
るもの）を例に挙げると、本考案者の実験結果か
ら、下削り径22.70mmの素材に転造加工で良好な
ねじ山の電球ねじが得られることが判明し、この
下削り径では転造後のねじ部６の断面積が394mm²
であり、これはM24のメートルねじの場合の下削
り径21.90mm、断面積353mm²に比較し、11.6％増で
ある。即ち、ねじ部６を電球ねじとすれば、ねじ
の転造に必要な下削りをロツクボルト素材の殆ん
ど基円近くの直径にとどめることができ、ロツク
ボルト素材の断面積を最大限に近い形で活用でき
るのである。

更にまた本考案ではトルク係数はねじ径が同寸
法のものでメートルねじのそれとほぼ同じで、小
さな締付け力を持つてロツクボルトにプレストレ
スを導入できる。これを具体的数値を挙げて述べ
ると、本考案者の実験したところでは前示E24の
電球ねじのロツクボルトの場合、トルク係数Ｋ＝
0.18であり、M24のメートルねじのロツクボルト
はＫ＝0.17であつた。このトルク係数、0.18は一
般的にはM24のメートルねじのロツクボルトがト
ルク係数をＫ＝0.2とするのが実状である点に鑑
み、メートルねじのトルク係数とほぼ同じである
と称し得る。

なお、ここでトルク係数を求めた実験条件は次
の通りである。

本考案及び比較例共に、素材棒鋼に所要のねじ
を転造したものをそれぞれ試料とし、万力で掴ん
で固定した鋼管内に試料の先端部をモルタルで定
着し、ロードセルを前後にワツシヤーをあてがつ
て試料の他端部にセツトし、試料のねじ部にナツ
トを取付け、これをトルクレンチで締付け、その
時に発生する軸力荷重を前記ロードセルで読取
り、締付けトルクとの関係を図表に表わし、それ
からトルク係数を算出する。

また本考案では上述のようにロツクボルト素材
の基円の断面積と余り差のない最大径級のねじを
転造し得る結果、経済的でもある。ロツクボルト
の強度はねじ部の転造に必要な下削りで縮小され
る断面積に依存し、従つてねじ部の強度、即ち断
面積は素材の断面積に近い程、好ましく、ロツク
ボルトの強度と価格を考えた場合、可能な限り素
材の断面積に近い最大のねじを転造することが最
も経済的であるということができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示す正面図である。 １はロツクボルト、２はワツシヤー、３はボル
ト孔、４は凸部、５はナツト、６はナツトの接座
面、７はボルトねじ部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボルト孔の周辺帯域を截頭円錐筒形の凸部とな
   し、該截頭円錐筒形凸部をナツト受座とするワツ
   シヤー、及び該ワツシヤーに対する接座面が球面
   形になつたナツトを装着するロツクボルトであつ
   て、前記ナツト及びこれを螺合するボルトねじ部
   を電球ねじとしたロツクボルト。