JPH0781572B2 - プラスチック製留め具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中心部を越えた、いわゆ
るオーバセンター位置で固定する中空壁用のプラスチッ
ク製アンカーの改良に関し、より具体的には、米国特許
第3651734号に開示され商標名TOGGLERにて世界中に市販
されているアンカーであって、オーバセンター位置で固
定する中空壁用アンカー(over-center hollow wall anc
hors)の保持強度の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】オーバセンター位置で固定する中空壁の
ねじアンカーとして、商標名TOGGLERの如きプラスチッ
クのねじアンカーがある。これはプラスチックの一体成
形による締結具又は留め具(fastener)であり、基部のソ
ケット要素に細長い外部締結部材を嵌める孔を形成して
いる。基部要素の一端部に、通常は柱状の形をしたウエ
ブがヒンジ式に動くことができる(hingeable)ように一
体的に接続される。ウエブは、基部要素から外向きに離
れる方向に突出し、アンカー要素と一体になる。アンカ
ー要素は、一対の外拡がりの後部アームを備えている。
後部の各アームは、外側の端部にて一対の前部アームに
夫々繋がっている。なお、この連結部での回動はできな
いようになっている。前部アームは互いに接近する方向
に回動点(hinge point)にまで伸びて両者は繋がってい
る。回動点は、締結装置の基部要素及び内部空間に被さ
る位置にある。使用に際し、前部アーム及び後部アーム
を抱き合わせるように折りたたんで、留め具のアンカー
要素を形成し、中空壁等の薄い基体の壁孔に挿入できる
状態にする。壁孔は前部及び後部の両アームの肉厚分を
収容できる大きさであり、一般的には5/16インチ(８mm)
である。中空壁等の薄い基体の中にアンカー要素を挿入
すると、アンカー要素は壁孔を通過した後に拡開し、中
心から離れたオーバセンター位置でアンカー位置を構成
する。基部要素は基体の壁孔に入ったままである。アン
カー要素の拡開位置で、後部アームは壁等の基体の内側
表面に当接し、実質的に荷重を受ける部分となる。

【０００３】上記留め具を図１に基づいて説明すると、
本体要素(116)に回転防止フィン(117a)(117c)を夫々設
けている。アンカーの本体要素(116)は、可撓性のウエ
ブ(113a)(113b)を夫々有しており、これらのウエブは後
部アーム(112a)(112b)に夫々分岐し、これらの後部アー
ムは、夫々、(118a)(118b)の位置で前部アーム(111a)(1
11b)に繋がっている。各連結部の内側には、アール部(1
20a)(120b)が夫々形成される。前部アーム(111a)(111b)
は、夫々ヒンジ部又は回動部(114)を中心にして折りた
たみ可能である。

【０００４】ねじアンカー(110)の前部アームと後部ア
ームを折りたたんで、図２に示す如く、壁(130)の孔(13
1)の中に挿入する。折りたたんだ前部アーム(111a)(111
b)及び後部アーム(112a)(112b)が壁孔(131)の他端を通
過すると、これらのアームは展開して当初の拡開した状
態となる。即ち、留め具はこのオーバセンター位置(ove
r-center)で、自己保持し、軽い荷重を加えた程度では
引き出すことができなくなる。負荷を大きくするには、
第３図の如く、ネジ(200)を内穴(119)の中にねじ込み、
前部アーム(111a)(111b)の間のヒンジ連結部(114)を突
き進ませると、完全に固定された位置になる。

【０００５】上記ネジ(200)に取り付けられた荷重から
の力がアンカーに及んでいくにつれて、ウエブ(113a)(1
13b)及び後部アーム(112a)(112b)は壁孔(131)に向けて
接近する。連結部(118a)(118b)は、前部アーム(111a)(1
11b)の内表面を押して張り出し、後部アーム(112a)(112
b)は(300)の位置で屈曲する。オーバセンター位置の前
部アームは、後部アームが荷重負荷位置へ拡がるのを助
けるように作用し、くさび石(keystone)のようにして後
部アームを安定にする。後部アームから基体の内側表面
に対して力が連続的に作用し、基体又はアンカーのどち
らかが破損するまで取出し抵抗力が増大し、アンカーと
しての働きが強化される。前部アームは、挿入されたネ
ジと後部アームとの間の支持体としても作用し、大きな
荷重が作用してもアンカー要素がつぶれないようにして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】アームは一般的にはほ
ぼ十分な強度を有しており、基体の方で破損する場合が
殆んどである。しかしながら、基体の強度が特に大きい
場合、非常に大きな力が作用してアンカーの一部が剪断
されたり曲がったりして、耐力限度を超えてアンカーが
損なわれることがある。くさび石効果によってアンカー
がオーバセンター位置でロックされるため、後部アーム
は、後部アームと前部アームの連結部の周辺で大きな荷
重を受けて屈曲する。この曲げ応力によって後部アーム
の前記部分は、つぶれたり(buckle)、剪断したり(shea
r)する。

【０００７】強度の大きい基体を使用したときの損傷事
故を少なくするために、通常は、荷重支持アームの肉厚
を厚くして保持強度を高め、曲げ応力の影響を小さくし
ている。しかしながら、これは基体の挿入孔を大きくせ
ねばならず、好ましくない。アーム上に補強リブを一体
成形した留め具が、米国特許第4181061号、第4828445
号、第4878790号に開示されているが、これらのアンカ
ーは、オーバセンター位置で固定するアンカーではな
く、後部アームに曲げ応力が作用しないものである。
又、特開昭63-293311号には、アームに応力分散用のパ
ッドが突設された留め具が開示されているが、これら補
強リブ及びパッドは、本発明の効果とは無関係の位置に
形成されている。本発明は、支持アームの肉厚及び挿入
孔径を大きくせずに、中心を越えたオーバセンター位置
にて固定する中空壁アンカーの強度向上を図ることを目
的とする。本発明のこれらの目的、特徴及び利点並びに
その他の目的、特徴及び利点については、図面及び以下
の説明からより一層明らかなものとなるであろう。

【０００８】

【構成】本発明は、前述したようにオーバセンター位置
で固定する中空壁アンカーに関するものであって、後部
アームに補強手段を設け、アンカーの挿入孔径を大きく
せずに、後部アーム(12a)(12b)への曲げ応力の影響を阻
止できるようにしたものである。本発明の望ましい実施
例では、補強手段は、後部の各アームに設けられた小さ
な突起即ちボス(34a)(34b)であって、その表面が拡開時
に壁に当接するようにしたものである。ボスは、前部ア
ームと後部アームとの間の強度の弱い連結部に跨がって
設けられ、後部アームに曲げ応力が作用する部分を補強
し、アームの曲げ変形を防止している。ボスは一部に円
板状の突起を設けて(但し、半円よりも小さくする)、外
向きに突出させたものが望ましい。これらの突起は、後
部アームと同じプラスチック材料で一体成形したものが
望ましい。円板の円弧形状は後部アームの表面上に設け
られ後部アームの長さ方向に揃えて形成され、基部要素
の回転防止フィンの延長線上にある。

【０００９】円板状の突起の寸法は、回転防止フィンの
寸法と関係づけられており、留め具を打込むための壁孔
は回転防止フィンへの径路を予め切り取って(precut)形
成される。従って、突起を設けても、壁孔への挿入に際
し、壁孔を大きくする必要はない。円板状の突起の幅寸
法を大きくすればするほど、補強効果は高められる。し
かしながら、幅寸法をあまり大きくすると、ナイフエッ
ジを設けることができなくなって、挿入壁孔を大きくせ
ねばならない不都合がある。従って、壁孔を大きくせず
に十分な補強効果を得るためには、突起は回転防止フィ
ンの幅寸法の約２倍以下にすることが望ましい。しかし
ながら、後部アームの長さ方向に沿う突起の長さはその
機能の点では重要なことではなく、前部アームと後部ア
ームとの連結部において曲げ応力が作用する領域に跨が
ることができる最小の寸法に形成することが望ましい。
突起部の高さは、回転防止フィンの高さを超えないよう
にしなければならない。なお、フィンの高さの1/3ない
し1/2にすることにより、挿入時の抵抗力を小さくする
ことができる。突起の抵抗力はフィンの抵抗力よりも大
きいが、それは突起が中空壁を完全に通過しなければな
らないのに対し、フィンは部分的にしか壁の中に入り込
まないためである。

【００１０】突起は、部分的に円形(半円以下)の形状と
し、厚さを均一にして丸い「ナイフエッジ」を形成でき
るようにして、挿入を容易にすることが望ましい。突起
の他の形状として、斜めに面取りしたくさび形にしたも
のでもよい。更に(突起は回転防止フィンの延長線上に
１個設けることが望ましいけれども)、後部アームと前
部アームとの間の連結部の適当な位置に適当な大きさの
突起を設けるのであれば、挿入孔径を大きくすることな
く、幾つかの突起を用いたり、回転防止フィンの延長線
上にない突起を用いることも可能である。

【００１１】

【実施例】図面を参照すると、図４は本発明にかかる改
良されたねじアンカー(10)を示している。アンカーは、
本体要素(16)に回転防止フィン(17a-d)を設けている。
アンカーの本体要素は、可撓性のウエブ(13a)(13b)を有
しており、これらのウエブは後部アーム(12a)(12b)に分
岐し、これらの後部アームは、夫々、(18a)(18b)の位置
で前部アーム(11a)(11b)に繋がっている。各連結部の内
側には、アール部(20a)(20b)が夫々形成される。前部ア
ーム(11a)(11b)は、夫々ヒンジ部又は回動部(14)を中心
にして折りたたみ可能である。

【００１２】ねじアンカー(10)の前部アームと後部アー
ムを折りたたんで、壁(130)の孔(131)の中に挿入する。
折りたたんだ前部アーム(11a)(11b)及び後部アーム(12
a)(12b)が壁孔(131)の他端を通過すると、これらのアー
ムは展開して当初の拡開した状態となる。その後、ネジ
(200)を内穴(119)の中にねじ込み、前部アーム(11a)(11
b)の間のヒンジ連結部(14)を突き進ませると、完全に固
定された位置になる。ネジ(200)に取り付けられた荷重
からの力がアンカーに及んでいくにつれて、ウエブ(13
a)(13b)及び後部アーム(12a)(12b)は開口部(131)に向け
て接近する。連結部(18a)(18b)は、前部アーム(11a)(11
b)の内表面を押して張り出し、後部アーム(12a)(12b)は
(300a)の位置で屈曲する。この圧力状態では、壁が崩れ
たり、又は後部アームが(12a)(12b)が１つの位置で剪断
することにもなる。

【００１３】本発明にあっては、図４乃至図７に示す如
く、一部に円板形状を有する補強ボス(34a)(34b)が、ア
ンカー(10)の対応する屈曲部(300a)を跨いで形成され、
かかる位置を補強することにより、破壊又は剪断を防止
する。図５及び図８はボスの他の実施例を示しており、
ボスは後部アームの同様な位置に面取りしてくさび形(3
4a')に形成される。図６及び図７により一層はっきりと
示されるように、アンカーのアームが折り畳まれて壁孔
への挿入状態にある時、ボス(34a)(34b)は、夫々回転防
止フィン(17a)(17b)と同じ軸線上の位置(Ａ及びＢ線上)
にある。留め具を打込むための壁孔は、回転防止フィン
への径路を予め切り取って(precut)形成される。

【００１４】図９において、アンカー(10')は、後部ア
ーム(212a)(212b)及び前部アーム(211a)(211b)との間
に、図１のアール部(120a)(120b)に対応する連結部(220
a)(220b)を有しており、該連結部はいわゆるナイフエッ
ジ部を形成している。ナイフエッジを形成して連結部の
肉厚を薄くすれば、壁孔の直径を大きくせずに後部アー
ム(212a)(212b)の肉厚を厚くすることができる。後部ア
ームと前部アームの連結位置の交差部に形成されたナイ
フエッジ部によって、後部及び前部の両アームを折りた
たんで壁孔に挿入する間、後部アームと前部アームの隣
り合う面全体が接触できるようにしており、挿入時にお
ける前部アームと後部アームとの間の空間をなくすこと
ができる。このナイフエッジを形成するのに幾分薄肉と
なった連結部(300b)の近傍は、図１のアンカーについて
説明した曲げ応力の影響を受け易い領域であるが、補強
ボス(234a)(234b)によってこの領域の強化を図ることが
できる。補強ボス(234a)(234b)によってさらに強度の向
上を図ることができるから、頑丈な基体内でのアンカー
支持強度を高めることができるし、アンカーの後部アー
ムのサイズをさらに小さくすることも可能である。従っ
て、アンカーの耐荷重強度を損なうことなく、壁の挿入
孔径を小さくすることができる。

【００１５】図面を参照しつつ説明した上記締結具は本
発明の例示にすぎず、本発明を限定するものとして解す
べきでない。特許請求の範囲に規定された発明の範囲か
ら逸脱することなく種々の変形をなすことはできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】商標名TOGGLERにて販売され、中心を越えた位
置で固定する従来のアンカーの正面図である。

【図２】図１のアンカーを折りたたみ、中空壁に挿入す
るときの状態を示す図である。

【図３】図１のアンカーを頑丈な中空壁に挿入した後の
状態であって、曲げ応力が局部的に作用してアームが破
損した状態を説明する図である。

【図４】本発明のアンカーの正面図である。

【図５】本発明のアンカーの他の実施例の正面図であ
る。

【図６】図４に示すアンカーの底面図である。

【図７】図４のアンカーを90度回転させた位置から見た
もので、アンカーを折りたたんで基体への挿入可能状態
を示す図である。

【図８】図５のアンカーを90度回転させた状態を示す図
である。

【図９】本発明のアンカーの第２の実施例を示す正面図
である。

【符号の説明】

(10)(10')(110) アンカー (11a)(11b)(111a)(111b)(211a)(211b) 前部アーム (12a)(12b)(112a)(112b)(212a)(212b) 後部アーム (13a)(13b)(113a)(113b)(213a)(213b) ウエブ (17a)(17b)(17c)(17d)(117a)(117b)(117c)(117d) 回転
防止フィン (18a)(18b)(118a)(118b) 連結部 (34a)(34b)(234a)(234b) 補強ボス (130) 壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナサニエル エイチ．ガーフィールド アメリカ合衆国 10528 ニューヨーク, ハリソン・サンセット レイン（番地な し) (56)参考文献 特開 昭63−293311（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オーバセンター位置で固定するプラスチ
   ック一体成形した留め具であって、基部要素(16)を備
   え、該基部要素の端部が、該端部から外向きに離れる方
   向に突出してヒンジ式に回動可能なウエブ要素(13a)(13
   b)に一体的に繋がってアンカー要素に連続しており、該
   アンカー要素は外方に拡がる一対の後部アーム(12a)(12
   b)が一対の前部アームに夫々繋がり、前部アームは互い
   に接近する方向に伸びて基部要素に被さる位置で繋がっ
   ており、前部アームを後部アーム間に折込む様にして後
   部アームと前部アームを互いに抱き合わせるように折り
   たたむことによって、基体に開設された孔(131)に挿入
   可能な留め具のアンカー要素を構成し、前部アームと後
   部アームは開口を通過した後に拡開し、中心から離れた
   オーバセンター位置でアンカー位置を構成し、基部要素
   の実質的な部分は開口の中に入ったままであり、オーバ
   センター位置で固定するアンカー位置にて、後部アーム
   は基体の表面に当接してアンカーに作用する荷重の略全
   体を受け、後部アームは、荷重の増大によって後部アー
   ムと前部アームとの間の連結部の周辺で曲がる留め具に
   於いて、後部アームは補強手段を有し、該補強手段は、
   後部の各アームに一体成形され後部アームと前部アーム
   との連結部に跨がって外向きに突出する小さなボス(34
   a)(34b)であり、ボスは前部アームと後部アームとの連
   結部に跨がって設けられているプラスチック製止め具。
2. 【請求項２】 基部要素は半径方向に伸びる少なくとも
   ２つのフィンを有しており、フィンは基体開口の周壁に
   食い込むようにしている請求項１に記載の留め具。
3. 【請求項３】 ボスは後部アームに設けられ、ボスは基
   部要素のフィンの延長線上にあって、前部アームと後部
   アームが折りたたまれて留め具のアンカー要素を形成
   し、ボスの高さは同一線上にあるフィンの高さよりも低
   く、ボスの幅は同一線上のフィンの幅の２倍以下である
   請求項２に記載の留め具。
4. 【請求項４】 ボスは一部に円板形状の部分を有してお
   り、円板形状の円弧部はフィンと同一線上に揃えて形成
   されている請求項３に記載の留め具。
5. 【請求項５】 ボスは斜めに面取りをしたくさび形に形
   成され、面取り部はフィンと同一線上にあり、フィンか
   ら離れたくさび形部分に形成される請求項３に記載の留
   め具。
6. 【請求項６】 前部アームと後部アームとの連結部に、
   ナイフエッジ部を形成している請求項４に記載の留め
   具。