JPH0424002Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

「産業上の利用分野」 本考案は、特に溶接止めの不可能なコンクリー
ト構造物などに各種部材を接続ないし取り付ける
際に多用されるインサート器具に関するものであ
る。 「従来の技術」 この種のインサート器具は、一般に、雌型部材
として用いるインサート本体と、雄型部材として
用いるボルトとからなり、前記インサート本体を
予めコンクリート構造物に埋設しておき、このイ
ンサート本体のねじ穴にボルトのねじ部をねじ込
んで結合する構成のものが一般に広く知られてい
る。 そして、このようなインサート器具において
は、インサート本体の抜け止めのため、すなわち
コンクリート構造物に対する錨着力向上を図る目
的から、前記インサート本体の外周に環状のリブ
や拡大頭部などが設けられている。 また、インサート本体に前記のような拡大頭部
を設けた場合には、この拡大頭部の部分は、コン
クリート内により深く埋設される方がより大きな
錨着力が得られるため、ねじ穴を設けている筒部
の部分が比較的長目に構成されている。 ところで、このようなインサート器具を種々の
目的に使用する場合（例えば電気、ガス、水道、
空調などの配管等を吊る場合）には、その使い易
さの点に対しての配慮が要求されるため、従来、
鋼製のインサート器具にあつては、その先端露出
部に色付きのプラスチツクカラー（プラスチツク
キヤツプ）などを設けている。 「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、このような従来のインサート器
具にあつては、インサート本体が鉄などの金属製
であるために、コンクリート構造物内で短時間の
うちに腐食し、インサート自体はもちろん、コン
クリートまでも劣化させてしまうといつた問題点
がある。 また、設備毎に使い分けるために設けてある前
記プラスチツクカラーが耐火の点で問題があり、
コスト面でも不経済なものとなつている。この点
は、インサート器具が周知の如く多量に使用され
ることからも特に重要な問題であつた。 一方、前記インサート本体は、このように金属
製である関係上、環状のリブや拡大頭部の加工が
難しく、コスト高になり易いといつた不満があ
り、また、これら環状のリブや拡大頭部など錨着
力を得るための部分の形状が、金属の加工上の点
等から限定されている。 しかも、拡大頭部を含む大部分は充実になつて
いる関係上、大きさの割に重量も大であり、か
つ、材料の面からも不経済なものであつた。 この点の解決手段として、インサート本体全体
を例えば樹脂製とすることも考えられるが、樹脂
製とした場合には、耐火上の問題および強度上の
問題があり、特に筒部や該筒部と拡大頭部の境に
あたるいわゆるネツク部などに応力が集中するこ
とから、この部分にクラツクが生じたりあるいは
分断されてしまうといつたおそれがある。 そこで、本出願人等は、このような問題点を解
決すべく鋭意研究した結果、インサート本体自身
を、セラミツクスにより形成したインサート器具
を提案した。このものによれば、インサート本体
自身の腐食をなくして、コンクリート構造物の劣
化を防止することができ、また耐火性を向上する
ことができるとともに、所望の形状および色調に
インサート本体を成形することができるものであ
る。 ところが、セラミツクス製インサート本体は、
前記のような利点を有する反面、引張力に対して
脆いという問題点があり、セラミツクス製インサ
ート器具を実用化する上において、引張力として
の荷重に対するインサート本体の耐力の向上を図
ることを要求されてるが、現在のところでは、イ
ンサート本体をセラミツクス製とした技術の提案
の止どまり、実用化を図る上での具体的な解決手
段が提供されていないのが実状であり、その開発
が要求されている。 本考案は、このような背景に鑑みて提案された
もので、実用化に対する適用性を向上させたセラ
ミツクス製インサート器具を提供することを目的
としている。 「問題点を解決するための手段」 かかる目的を達成するために、本考案では、コ
ンクリート構造物等の構造物内に埋設され全体が
セラミツクスもしくは着色されたセラミツクスに
より形成されたインサート本体と、このインサー
ト本体に一端部が挿入されてねじ結合されるボル
トとを備えるインサート器具であつて、前記イン
サート本体を、前記ボルトの挿入孔を有する筒状
に形成するとともに、前記コンクリート構造物内
に埋設された状態における奥側に、径方向外方に
突出するとともに、内周面に前記ボルトがねじ結
合されるめねじを有する拡大基部を形成し、この
拡大基部を、前記ボルト挿入孔の手前側の開口部
に向かうに従い外径が小径となるテーパ状に形成
し、この拡大基部の前記手前側の端部に、拡大基
部のテーパ面よりも、前記ボルト挿入孔の軸方向
に対する角度が大きい段部を、連続して形成した
ものである。 「作用」 前記構成のインサート器具によれば、インサー
ト本体の外周面にテーパ状の拡大基部を設け、こ
の部分にボルトをねじ結合する構成としているの
で、ボルトが例えば吊りボルトとして使用されて
いる場合にそのボルトに常に引張力としての荷重
が作用しても、拡大基部のテーパ状外周面により
一様に荷重が受けられて、いわゆるくさび効果が
発揮され、インサート本体全体には引張力が圧縮
力に返還した荷重が作用することとなる。しか
も、この状態においては、拡大基部外周のテーパ
面の作用により、ボルトが抜き出し方向に強く引
かれるほど、インサート本体の錨着力が強くな
る。したがつて、インサート本体にクラツクや分
断などを発生させる原因である引張力はほとんど
生じることがない。 また、拡大基部の手前側に形成した段部によ
り、インサート本体自体のコンクリート構造物か
らの抜け止めが確実になされる。 つまり、前記ボルトからの荷重は、拡大基部外
周のテーパ面によつて一様に受けられるので、イ
ンサート本体の錨着力（定着力）が強まり、この
テーパ面に圧縮力としての荷重を受ける作用を発
揮させることができるものである。したがつて、
インサート本体全体に圧縮力を作用させることを
達成し得て、インサート本体とボルトとの結合部
の耐力を良好なものとし、かつインサート本体が
コンクリート構造物から抜けるおそれがないもの
とすることができる。 「実施例」 以下、本考案の一実施例を第１図ないし第３図
を参照して説明する。 これらの図において、符号１は雌型部材として
用いるインサート本体であり、このインサート本
体１は、セラミツクスによつて全体が所望の横断
面形状（図示例では円環状であるが、他の形状で
あつても良い）をもつた筒状に形成され、その内
周に雄型部材として用いるボルトの挿入孔２がイ
ンサート本体１の長さ方向（軸方向）に貫通した
状態に設けられている。このインサート本体１
は、第１図において上側がコンクリート構造物の
奥側に配されて埋設される。 また、前記挿入孔２の奥側（第１図上側）の内
周面には、ボルトのおねじに螺合されるめねじ２
ａが形成されている。 前記インサート本体１には、インサート本体１
の外方に突出する拡大基部１ａが、めねじ２ａの
形成された部分の外周に位置して形成されてい
る。この拡大基部１ａの外周面は、挿入孔２のね
じ込み側（第１図下側）の開口部に向かうに従に
外径が小径となるテーパ面３とされ、このテーパ
面３の角度θは、挿入孔２の軸方向（第３図Ｘ−
Ｙ方向）に対して１〜45°の範囲に設定される。 このテーパ面３の角度θは、1°よりも小さい
と、錨着力を得るための拡大頭部としての機能を
期待することが出来なくなり、また、45°以上と
すると、大径部分１ａの上部で、ボルトによる引
張力がそのまま引張り力として作用するおそれが
あり、この範囲内において、最も良好は耐力を得
ることができる。また、テーパ面３の角度θを15
〜30°の範囲に収める如くすると、上部での耐力
の低下を一層防止することができるので好まし
い。 なお、挿入孔２に形成しためねじ２ａのねじ山
の高さT₁とインサート本体１の拡大基部１ａの
厚さT₂との関係について説明を補足しておくと、
これらの関係は、インサート本体１の耐力を得る
点において、次式(1)が満たされることが望まし
い。 T₂＝Ｂ×T₁ ……(1) ここで、Ｂは比例定数で、４〜５の範囲に設定
されるものである。 すなわち、前記(1)式から明らかなように、イン
サート本体１の厚さT₂は、ねじ山の高さT₁の４
〜５倍あることが望ましく、これらの関係と大径
部分の長さL₁および直径D₁との関連において、
前記テーパ面３の角度が細かく設定されるもので
ある。 また、第１図における拡大基部１ａの下端部
（コンクリート構造物に埋設された状態で手前側
の端部）には、拡大基部１ａに連続し筒状部１ｂ
の外周面に連なる段部２０が形成されている。こ
の段部２０は、拡大基部１ａと同様にテーパ状で
あるが、その角度θ₁は、第３図に示すように、拡
大基部１ａのテーパ面の角度θよりも大きく設定
されている。 一方、前記インサート本体１の拡大基部１ａの
下端に連続する筒状部１ｂは、均一な肉厚の円筒
状に形成され、この部分の長さL₂は、インサー
ト本体１に要求される耐力に対応して設定される
ものである。 なお、前記インサート本体１を構成するセラミ
ツクスを、その製造段階において所望の色に着色
して製造すると、インサート器具を使い分ける場
合にプラスチツクカラーなどを必要とすることが
なくなるので、コストの面などから好ましい。 また、図において、符号５はインサート本体１
の挿入孔２を覆うプラスチツク製のキヤツプを示
している。 また、前記実施例では、インサート本体１を円
筒状に形成した例を示したが、本考案では、この
ものに限定されるものではなく、例えば回り止め
機能を持たせるために、インサート本体１の拡大
基部１ａを六角ナツト等の多角形、あるいは楕円
形状等に形成しても良い。 次いで、このように構成されたインサート器具
の製造方法や使用方法等について説明する。 第１図などに示すように、インサート本体１を
成形するには、例えばラバープレス等の技術を応
用して、予め成形すべきインサート本体１のゴム
製モールド内に、おねじ付き心材（ボルト）をモ
ールドの軸線に沿つて固定するとともに、セラミ
ツクス原料の粉体を適当な大きさ（例えば平均粒
径20〜30ミクロンの範囲）の顆粒にし、これを前
記モールドと心材との間の間隙に充填する。 次いで、前記モールド内を脱気した後、このモ
ールドに外周から1000〜3000t／cm²の範囲内で液
圧を加え、脱型後の成形体から、心材を回して取
り出す。そして、この成形体を1700℃内外の範囲
で焼結すると、第１図などに示したインサート本
体１が形成される。 このインサート本体１の製造は、モールド内に
ボルトを挿入した状態で粉体を充填し、これを密
閉容器に入れ、このモールドの外周から液圧を加
えるという単純作業であり、またインサート本体
１の各部は、テーパ面３が１〜45°の範囲の角度
に設定されているので、セラミツクス粒子が部分
的に密に詰まらないような部分が生じるおそれが
なく、極めて寸法精度の良い成型体を製造するこ
とが可能になる。 なお、インサート本体１の設計段階において、
大径部分１ａ等の形状、テーパ面３の角度等の相
互関係を配慮することは勿論である。 しかして、このように製造されたインサート本
体１は、その挿入孔２の開口端部分がコンクリー
ト構造物の表面に開口する程度に埋設されて使用
される。 この埋設作業に際しては、まず、インサート本
体１の挿入孔２内に緊密に嵌合する固定栓などを
型枠に固定しておいてからインサート本体１を固
定し、コンクリートの打設後に型枠を脱型すれ
ば、コンクリート構造物内にインサート本体１が
埋設されるものである。 なお、このインサート本体１を予め所望の色に
着色した場合には、電気、ガス、水道、空調別に
それぞれ色ぎめをしておくと、設備をつける場合
に、色をみてボルトを単にねじ込み、使い分けら
れるので、取付け間違いがなく大変便利である。 本実施例によるインサート器具においては、イ
ンサート本体１の拡大基部１ａをねじ穴付きの逆
円錐台状として、これをインサート本体の奥側に
位置する構成とし、この部分にボルトを結合する
構成としているので、ボルトが例えば吊りボルト
として使用されている場合に、そのボルトに常に
引張力としての荷重が作用しても、拡大基部１ａ
の外周面（テーパ面）３により一様に荷重が受け
られ、いわゆるクサビ効果が発揮され、全体的に
圧縮力としての荷重が作用することになる。 また、前記拡大基部１ａのテーパ面３は、その
角度θが１〜45°に設定されているので、拡大基
部１ａの上部で、ボルトによる引張力がそのまま
引張力として作用することがなく、これにより、
インサート本体１の耐力の低下を防止し得て、テ
ーパ面３の途中でクラツクなどが生じるのを防止
することができる。 一方、前記状態（インサート本体１にボルトが
ねじ込まれて引張力を受けている状態）において
は、前記テーパ面３の作用により、ボルトが抜き
出し方向に強く引かれるほど、インサート本体１
の錨着力が強くなるので、インサート本体１の抜
き止め効果を向上することができる。 また、拡大基部１ａの手前側に連続する筒状部
１ｂがコンクリートに埋設されることにより、拡
大基部１ａによつて荷重を受けるコンクリートは
筒状部１ｂの周囲のコンクリートに伝わつてその
応力が広く分散し、このため、コンクリートにク
ラツク等の損傷が生じにくい。 また、前記圧縮力に対しては、セラミツクス製
であるインサート本体１は充分な耐力を発揮する
ので、インサート本体１の耐力を増大し得て、ボ
ルトの引張力の増大に対する適用性を向上するこ
とができる。 さらに、拡大基部１ａの手前側に形成された段
部20により、インサート本体１自体のコンクリー
ト構造物からの抜け止めが確実になされ、インサ
ート本体１がコンクリート構造物から抜けるおそ
れがない。 なお、インサート本体１は鉄などの金属に比べ
て相当に軽量であり、さらにインサート本体１の
内部が中空の筒状となつているので全体としては
極めて軽量化を図ることができる。 なお、本考案では、テーパ面の長さ等は、図示
例に限定されるものではなく、拡大基部をめねじ
の外周に位置させる構造であれば、いかなる形状
にすることも可能である。 以下、第１表を参照して、インサート本体１の
耐力について、実験を行つた結果について説明す
る。 実験は、第４図に示す装置を使用して行つた。 この装置は、コンクリート構造物Ｃ内に埋設さ
れたインサート本体１に螺合されたおねじ付きの
テンシヨンバー３０を、ラムチエア３３上のジヤ
ツキ３１により引つ張るもので、ジヤツキ３１に
はロードセル３２が連動して取り付けられてい
る。 なお、インサート本体１の耐力計算は、次式(2)
により算出し、また設計荷重は、(3)式によつて求
めた。 Pmax＝√σck・π・ｌ・（ｌ＋Ｄ） ……(2) σck＝264Kg／cm² ここで、Pmaxは破壊荷重、ｌはインサート本
体の長さ、Ｄは大径部の直径、σckはコンクリー
トの圧縮強度の実験値である。 Ｐ＝2/3・σsy・Ａ≒930Kg ……(3) ここで、Ｐは鋼材の降伏耐力、σsy＝2400Kg／
cm²、Ａ＝0.58cm²（ボルト断面積）として計算し
た。

【表】 第１表において、NO1は前記第１実施例に示
したインサート本体１の結果を、またNO2は第
２実施例で示したインサート本体１０の実験結果
を示す。 この第１表から明らかなように、設計荷重に対
して破壊荷重が非常に大きいことが知見され、優
れた耐力を有することが判明した。 また、第５図は第１図の実施例に示すインサー
ト本体１を実験した結果を示すもので、インサー
ト本体１の基端部（上端部）からコンクリート構
造物Ｃが破壊されたことが判明し、インサート本
体１には主として圧縮力が作用しているのが知見
された。 「考案の効果」 以上説明したように本考案は、 コンクリート構造物等の構造物内に埋設され全
体がセラミツクスもしくは着色されたセラミツク
スにより形成されたインサート本体と、このイン
サート本体に一端部が挿入されてねじ結合される
ボルトとを備えるインサート器具であつて、前記
インサート本体を、前記ボルトの挿入孔を有する
筒状に形成するとともに、前記コンクリート構造
物内に埋設された状態における奥側に、径方向外
方に突出するとともに、内周面に前記ボルトがね
じ結合されるめねじを有する拡大基部を形成し、
この拡大基部を、前記ボルト挿入孔の手前側の開
口部に向かうに従い外径が小径となるテーパ状に
形成し、この拡大基部の前記手前側の端部に、拡
大基部のテーパ面よりも、前記ボルト挿入孔の軸
方向に対する角度が大きい段部を、連続して形成
したので、次のような種々の優れた効果を奏する
ことができる。 (a) インサート本体のめねじの外周に位置する拡
大基部の外周のテーパ面によつて、インサート
本体に作用する引張力を圧縮力として一様に受
けることを達成し得るので、インサート本体に
クラツクや分断などを発生させる原因である引
張力はほとんど生じることがない。したがつ
て、セラミツクス製インサート器具の実用化に
対する適用性を向上し得て、その耐力の向上を
図ることができる。また、着色されたセラミツ
クスを使用することにより設備面の使い分けが
可能となる。 (b) 拡大基部外周のテーパ面によつて、錨着力を
得る構成としているから、ボルトが抜け出し方
向に強く引かれるほど、錨着力が強まり、ボル
トにねじ結合されるインサート本体の抜け止め
作用を向上させることができる。 (c) インサート本体はセラミツクスにより形成さ
れているので、インサート本体全体を、作用す
る荷重に対して最も適合した形状に形成するこ
とができるとともに、耐熱性に対する適用性を
向上することができる。 (d) 拡大基部の手前側に形成された段部により、
インサート本体自体のコンクリート構造物から
の抜け止めが確実になされる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の一実施例を示す
もので、第１図はインサート器具の半断面図、第
２図はその平面図、第３図は第１図鎖線円部の
拡大断面図、第４図は実験装置を説明するために
示した装置の正面図、第５図は作用説明図であ
る。 １，１０……インサート本体、１ａ……拡大基
部、１ｂ……筒状部、２……挿入孔、２ａ……め
ねじ、３，１１……テーパ面、５……キヤツプ、
２０……段部、D₁……拡大基部の上端の外径、
θ……拡大基部のテーパ面の角度、θ₁……段部の
テーパ面の角度、T₁……ねじ山の高さ、T₂……
厚み、３３……ラムチエア、Ｃ……構造物。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 コンクリート構造物等の構造物内に埋設され全
   体がセラミツクスもしくは着色されたセラミツク
   スにより形成されたインサート本体と、このイン
   サート本体に一端部が挿入されてねじ結合される
   ボルトとを備えるインサート器具であつて、 前記インサート本体は、前記ボルトの挿入孔を
   有する筒状に形成されるとともに、 前記コンクリート構造物内に埋設された状態に
   おける奥側には、径方向外方に突出するととも
   に、内周面に前記ボルトがねじ結合されるめねじ
   を有する拡大基部が形成され、 この拡大基部は、前記ボルト挿入孔の手前側の
   開口部に向かうに従い外径が小径となるテーパ状
   に形成され、 この拡大基部の前記手前側の端部には、拡大基
   部のテーパ面よりも、前記ボルト挿入孔の軸方向
   に対する角度が大きい段部が、連続して形成され
   ていることを特徴とするインサート器具。