JPH11132212A

JPH11132212A - バックカットアンカー

Info

Publication number: JPH11132212A
Application number: JP10230741A
Authority: JP
Inventors: Werner Kaibach; カイバッハヴェルナー; Stefan Raber; ラーバーシュテファン
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1997-08-16
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 1999-05-18
Anticipated expiration: 2018-08-17
Also published as: US5941668A; EP0899468A1; DE19735709A1; DE59801933D1; JP4086973B2; EP0899468B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】バックカット孔内におけるバックカット面を
より高い効率で活用することにより満足すべき荷重負荷
性能を容易に達成できる改良されたバックカットアンカ
ーを提案する。【解決手段】バックカットアンカー１は、前端に打込
み方向に向けて拡大するヘッド部３を有し、後端に荷重
負荷手段４を有するアンカーロッド２と、該アンカーロ
ッドを包囲するスリーブ５とを具える。このスリーブ
は、ヘッド部３に対向する拡開領域７に、軸線方向スリ
ット８により互いに分離された拡開フラップ９が設けら
れ、これら拡開フラップは、塑性継手１１からヘッド部
３に向けて延在し、かつ、ヘッド部３とスリーブ５の間
の軸線方向における相対変位により半径方向外方に展開
可能とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明はバックカットアンカーに関するも
のであり、特に、前端に打込み方向に向けて拡大するヘ
ッド部を有し、後端に荷重負荷手段を有するアンカーロ
ッドと、該アンカーロッドを包囲するスリーブとを具
え、該スリーブは、前記ヘッド部に対向する拡開領域
に、軸線方向スリットにより互いに分離された拡開フラ
ップが設けられ、これら拡開フラップは、塑性継手から
ヘッド部に向けて延在し、かつ、ヘッド部とスリーブの
間の軸線方向における相対変位により半径方向外方に展
開可能とされているバックカットアンカーに係るもので
ある。

【０００２】

【背景技術】固定技術の各種応用分野では、基盤に対し
て拡開圧力が作用しない固定手段が要望される場合があ
る。特に、縁部及び軸線方向寸法が小さい基盤に従来の
拡開アンカーを適用すると、基盤に亀裂や割れを生じる
惧れがある。このような臨界的条件下で固定を行うた
め、特殊形状とした固定素子を受孔内に形状結合させて
係止する固定システムが既知である。この場合には、先
ず単純円筒形状に形成された受孔の所定深度にバックカ
ットを施す。受孔内に打込まれる固定素子は、先端にテ
ーパ状に拡大する頭部を有するアンカーロッドと、軸線
方向スリットにより互いに分離された拡開フラップを有
するスリーブとを含んでいる。これらの拡開フラップ
は、スリーブとアンカーロッドとの間の相対変位により
頭部に沿って摺動する際にバックカット領域内で半径方
向に展開可能とされている。

【０００３】受孔内にバックカットを施すために特殊な
バックカット工具が使用される場合があり、その特殊工
具はカッターを受孔内で偏心回転させ、受孔内の所定深
度で内壁面から材料を切削除去して受孔内部を拡大させ
るものである。受孔内への打込みと同時にバックカット
が自動的に施される構成とした、いわゆるバックカット
アンカーも既知である。そのために、半径方向に展開可
能とした拡開フラップにカッターが設けられ、これらの
カッターは、アンカーの軸線方向への打込み工程に際し
てのチゼル作用により、又はスリーブの軸線方向変位時
の回転運動によるフライス作用によりバックカットを行
うものである。このような構成を有するものとして、例
えば、米国特許第４７０２６５４号明細書に開示された
既知のバックカットアンカーは、前端頭部を有するアン
カーロッドと、アンカーロッドに対して軸線方向に変位
可能とされ、かつ、半径方向に展開可能な拡開フラップ
とを具えている。拡開フラップは、塑性変形可能な継
手、いわゆる塑性継手からアンカーロッド前端の頭部に
向けて延在するものであり、外面にカッターが設けられ
ている。この既知のバックカットアンカーの打込み時
に、アンカーロッドは受孔底部に当接させる、スリーブ
を回転させながらアンカーロッドの前端頭部上に押込
む。その際に拡開フラップが半径方向に展開されてカッ
ターが受孔内壁に切削作用を及ぼして材料を除去する。

【０００４】上述した米国特許明細書に開示されている
既知のバックカットアンカーにおいて、半径方向に展開
可能な拡開フラップを具えるスリーブは、側面から見て
ほぼ矩形の輪郭形状を有している。打込み作業の完了後
に、半径方向に展開された拡開フラップは、基盤中にお
けるバックカット面の一部しかカバーしない。このこと
は、拡開フラップの先端がほぼ矩形状に延在し、バック
カットの円形輪郭の大部分が軸線方向で実質的にカバー
されない構成において特に顕著である。拡開フラップに
おける、展開半径と直角な方向に延在する先端領域は、
その角部においてバックカットの外径輪郭を形成する。
拡開フラップの先端領域は、その角部の相互間でバック
カットの円形輪郭から弦のように半径方向内方に引っ込
んでいる。その結果、バックカット面の比較的大部分
が、バックカットアンカーの荷重負荷性能、いわゆる係
止値には寄与しない。また、塑性継手に隣接する拡開フ
ラップの端部領域において、拡開フラップの半径方向へ
の展開時に拡開フラップの表面とバックカット孔のバッ
クカット面との間でアンバランスが生じる。言うまでも
なく、バックカット面を全面的に活用できないため、満
足すべき荷重負荷性能を達成することができない。

【０００５】

【発明の課題】したがって、本発明の課題は、上述した
従来技術の欠点を解消し、バックカット孔内におけるバ
ックカット面をより高い効率で活用することにより満足
すべき荷重負荷性能を容易に達成できるバックカットア
ンカーを提案することにある。

【０００６】

【課題の解決手段】この課題を解決するため、本発明
は、前端に打込み方向に向けて拡大するヘッド部を有
し、後端に荷重負荷手段を有するアンカーロッドと、該
アンカーロッドを包囲するスリーブとを具え、該スリー
ブは、前記ヘッド部に対向する拡開領域に、軸線方向ス
リットにより互いに分離された拡開フラップが設けられ
ている。これら拡開フラップは、塑性継手からヘッド部
に向けて延在し、かつ、ヘッド部とスリーブの間の軸線
方向における相対変位により半径方向外方に展開可能と
されている。本発明においては、拡開フラップの先端部
をヘッド部に向けて凸状の湾曲形状とし、該先端部によ
り、拡開フラップの完全展開状態で、円周の大部分を形
成する。本発明によれば、拡開フラップの先端領域がバ
ックカットの円形輪郭に対する弦として半径方向内方に
引っ込んだものでなく、その円形輪郭に沿って延在する
ものである。その結果、拡開フラップがバックカット領
域内に従来以上に入り込み、バックカット面をより効果
的に活用して高い荷重負荷性能を達成することが可能と
なるものである。

【０００７】本発明によるバックカットアンカーにおい
て、完全展開状態の拡開フラップの先端部が限定する円
周を、バックカット孔の外周輪郭形状に対応させるのが
有利である。この場合には、拡開フラップの形態を効果
的にバックカット孔の形態に適合させることが可能であ
る。拡開フラップは、バックカット面から軸線方向に延
在する境界壁にかけての移行領域まで達して半径方向で
も支持される。その結果、システム全体としての剛性が
高まり、動的負荷に対しても十分な係止性能を発揮する
ものである。

【０００８】拡開フラップの形態を一層効果的にバック
カット孔の形態に適合させるため、拡開フラップの先端
部の湾曲形状は、次の楕円方程式：Ｘ²／ａ²＋Ｙ²／ｂ²＝１を満足するものとし、ここにａ＝ｒ、ｂ＝ｒ・ｓｉｎ
（α）であり、ｒはバックカット面から軸線方向に延在
する境界壁にかけての移行領域でのバックカット半径、
αはアンカーロッドにおける前端頭部の平均拡大角の１
／２である。前端頭部の拡大形状は、単純な円錐形状の
みならず、打込み方向に向けて徐々に変化する形状、例
えばトランペット状の漸増形状とすることもできる。単
純円錐形状を有する頭部の場合には、平均拡大角はいわ
ゆる「テーパ角」である。

【０００９】拡開フラップを塑性継手との接続領域で展
開状態の形態と適合させて拡開フラップ全体の形態を更
に効果的にバックカット孔の形態に適合させるのが望ま
しい。そのために、塑性継手を、スリーブの外面に設け
た環状溝により形成し、拡開フラップの後端部を形成す
る環状溝の境界線は、拡開フラップの完全展開状態で円
弧を形成するように湾曲させるのが有利である。

【００１０】拡開フラップの完全展開状態でその後端部
が形成する円弧の半径ｔは、ｈ≦ｔ≦１．２５ｈ、好適
にはｈ≦ｔ≦１．１５ｈを満足するものとし、ここにｈ
はスリーブの外径とする構成を採択するのが有利であ
る。この場合には、塑性継手が溝によりスリーブ外周に
形成されるので、基盤の移行領域における脆弱な縁部が
溝の形成するフリースペース内に位置することになる。
その結果、バックカットアンカーが基盤の脆弱領域に圧
力を及ぼさないので、基盤が効果的に保護される。

【００１１】基盤中に形成されるバックカット面をより
効果的に活用し、かつ、基盤に荷重を負荷したときに応
力をより均一に分散させるため、互いに隣接する拡開フ
ラップを未拡開の初期状態で少なくとも全長の一部に亙
って重ならせ、その長手方向縁部における重なり量を、
塑性継手から拡開フラップの先端部に向けて増大させる
と共に、拡開フラップの半径方向における展開時に減少
可能とするのが好適である。未拡開の初期状態における
拡開フラップの重なり量を適切に設定することにより、
拡開フラップは、その完全展開状態で、バックカット面
の大部分に亙って延在させることが可能となる。バック
カット面をより大面積に亙って活用可能としたため、よ
り高い値の荷重が負荷されるまで許容最高面圧には達し
ない。互いに隣接する拡開フラップの長手方向縁部にお
ける重なり量が塑性継手から先端部に向けて増大する構
成は、アンカーロッドの頭部の曲率半径が前端に向けて
増加する構成に対応している。互いに隣接する拡開フラ
ップの長手方向縁部の間隔は、半径方向への展開時に塑
性継手からの距離に応じて増大する。本発明において先
端部に向けて重なり量を増加させることにより、拡開セ
グメントの全長に亙る間隔の変化を補償することが可能
となる。

【００１２】拡開フラップはその完全展開状態で隙間を
生じないように互いに隣接させ、隣接する拡開フラップ
間の重なりを解消する構成を採択するのが特に好適であ
る。このような拡開フラップの形態において、隣接する
拡開フラップ間のスリットの幅は実質的に零である。展
開状態の拡開フラップは、バックカット面を完全にカバ
ーする。その結果、所要の荷重負荷性能を達成するため
にバックカット面を全面的に活用することが可能であ
る。

【００１３】本発明によるバックカットアンカーにおい
て、スリーブを特に容易に製造可能とするため、スリー
ブは板材の打ち抜き加工により形成するのが有利であ
る。この場合、拡開フラップおよび塑性継手の所要形状
は製造技術的に比較的簡単に実現することが可能であ
る。すなわち、拡開フラップの形状は、例えば打ち抜き
加工により任意に実現可能である。拡開フラップを側方
に拡大させるべき場合には、付加的に圧延可能等を施す
ことができる。また、塑性継手は、例えばエンボス加工
により任意の輪郭形状に成形することが可能である。

【００１４】本発明による拡開フラップの形態は、既に
バックカット加工が施されている受孔内にバックカット
アンカーを係止するにも適している。しかし、打込み時
に自動的にバックカット加工を行う自己切削形式のバッ
クカットアンカーとして構成するのが特に有利である。
この場合、拡開フラップはカッターを設けた構成とす
る。その場合、拡開フラップを半径方向に展開させる際
に、その形態に適合するバックカット加工が施され、バ
ックカット面の大部分を活用して高い荷重負荷性能を達
成することが可能となる。

【００１５】

【最良の実施形態】以下、本発明を図示の好適な実施形
態について更に詳述する。

【００１６】図１〜図４は、本発明の第1 実施例による
バックカットアンカーを示すものである。参照数字１で
全体を表したバックカットアンカーはアンカーロッド２
を具え、アンカーロッド２の頭部３は打込み方向Ｓに向
けて拡大するテーパ形状に形成されている。アンカーロ
ッド２の後端部には荷重負荷手段４として、例えば外ね
じが設けられている。アンカーロッド２上にはスリーブ
５が軸線方向に変位可能に配置されている。スリーブ５
は、アンカーロッド２の頭部３に対向する領域が拡開領
域７とされており、この拡開領域は軸線方向に延在する
スリット８により互いに分離された拡開フラップ９によ
り構成されるものである。拡開フラップ９は、スリーブ
５の外面６における環状溝により形成される塑性継手か
ら、アンカーロッド２の頭部３に向けて延在する。拡開
フラップ９は半径方向外方に向けて展開可能とされてお
り、その際にはスリーブ５が頭部３上で打込み方向Ｓに
向けて押込まれる。バックカットアンカー１が打込み時
にバックカット孔を自動的に穿設する自己切削式のもの
である場合には、拡開フラップ９の先端部１０及び／又
は長手方向縁部１４にカッター１５を配設することがで
きる。このようなカッター１５は、例えば拡開領域７に
おける拡開フラップ９の外面６に埋設した硬質金属製の
インサートで構成することが可能である。また、カッタ
ー１５は拡開フラップ９の外面６に被着した硬化層また
は硬化処理を施した切削歯等により構成することもでき
る。これまでに記述した構成自体は、従来技術において
既知である。

【００１７】本発明によれば、拡開フラップ９が、アン
カーロッド２の頭部3 に向けて凸状に湾曲した先端部１
０を有する。図４からも明らかなように、拡開フラップ
９の先端部１０の湾曲形状は、拡開フラップ９の完全展
開状態で先端部１０の輪郭形状が円周Ｒの大部分を占め
る形状とされている。なお、展開状態における拡開フラ
ップ９の先端部１０が限定する円周Ｒの半径ｒは、受孔
内におけるバックカット面から軸線方向に延在する境界
壁にかけての移行領域での円形輪郭の半径に対応するも
のである。

【００１８】図２は、好適には板材の打ち抜き加工で形
成されるスリーブ５の展開図であり、軸線方向スリット
８により互いに分離される拡開フラップ９における、上
述した先端部１０の湾曲形状を明示するものである。こ
の先端部１０の所要の湾曲形状は、次の楕円方程式：Ｘ²／ａ²＋Ｙ²／ｂ²＝１を満足するものとし、ここにａ＝ｒ、ｂ＝ｒ・ｓｉｎ
（α）であり、ｒはバックカット面から軸線方向に延在
する境界壁にかけての移行領域でのバックカット半径、
αは頭部３の平均拡大角の１／２（すなわち、テーパ
角）である。

【００１９】図３は、スリーブ５を拡開フラップ９の展
開状態で示す側面図である。図中の表示を明瞭とするた
め、テーパ形状を有する頭部３は図示が省略されてい
る。拡開スリーブ９の完全展開状態で、凸状に湾曲させ
た先端部１０は側面図において直線状を呈し、しかもス
リーブ５の長手方向軸線に対してほぼ直角に延在する輪
郭形状を有する。

【００２０】図1 〜図４から更に明らかなとおり、拡開
フラップ９は、塑性継手１１との結合領域でも、拡開フ
ラップ９の完全展開状態でその後端境界線１３が円弧Ｔ
( 図４参照) を形成する形状とされている。すなわち、
塑性継手１１を形成するためにスリーブ５の外面６に設
けた環状溝における、拡開フラップ９を限定する境界線
１３が、拡開フラップ９の長手方向に向けて湾曲形状と
されている。拡開フラップ９の後端境界線１３が形成す
る円弧Ｔの半径ｔは、ｈ≦ｔ≦１．２５ｈ、好適にはｈ
≦ｔ≦１．１５ｈを満足し、ここにｈはスリーブ５の外
径である。塑性継手１１を形成する環状溝の輪郭形状
は、打ち抜き加工板材からなるスリーブ５の場合には、
例えば板材のエンボス加工で実現することが可能であ
る。環状溝における境界線１３と対向する第２の境界線
１２は、図２に示すように、直線状とされている。

【００２１】図5 及び図6 は、本発明の第２実施例によ
るバックカットアンカーを示す側面図である。前述した
第１実施例と同様の構成要素は、図１〜図４におけると
同一の参照数字で表されている。本実施例によるバック
カットアンカー２０は、第１実施例と対比して、スリー
ブ１７の拡開領域１７における拡開フラップ１８の形態
及び配置が相違している。図５に示すように、互いに隣
接する拡開フラップ１８は、長手方向縁部２４に沿って
重なっている。拡開フラップ１８の裏側に位置する部分
は、図５において破線で示されている。拡開フラップ１
８の重なり量は、塑性継手２１から拡開フラップ１８の
先端部１９に向けて増加する。これは、頭部３の曲率半
径が前端に向けて増加するため、スリーブ１６を頭部３
上で押込む際に長手方向縁部２４が長手方向に沿って異
なる量だけ互いに離間変位するのを考慮した結果であ
る。すなわち、長手方向縁部２４の相対変位量の変化を
補償するために、互いに隣接する拡開フラップ１８の長
手方向縁部２４における重なり量を、先端部１９に向け
て増加させるものである。図６から明らかなように、互
いに隣接する拡開フラップ１８の重なり量を適切に設定
することにより、拡開フラップ１８の半径方向への完全
展開状態で閉鎖した外皮構造が形成され、長手方向縁部
２４は隙間のない密接状態で互いに突合わされる。スリ
ーブ１６の初期状態でそれぞれ凸状に湾曲している拡開
フラップ１８の先端部１９及び後部境界線２２は、拡開
フラップ１８の展開状態での側面図において、スリーブ
１６の中心軸線に対してほぼ直角の直線形態を呈する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図1 は、本発明の一実施例によるバックカット
アンカーを未拡開状態で示す側面図である。

【図２】図２は、図1 のバックカットアンカーにおける
スリーブの展開図である。

【図３】図３は、図1 のバックカットアンカーにおける
スリーブを、拡開フラップの展開状態で示す側面図であ
る。

【図４】図４は、図３の矢印ＩＶ方向から見たスリーブ
の平面図である。

【図５】図５は、本発明の他の実施例によるバックカッ
トアンカーを未拡開状態で示す側面図である。

【図６】図６は、図５のバックカットアンカーにおける
スリーブを、拡開フラップの展開状態で示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１，２０バックカットアンカー２アンカーロッド３ヘッド部４荷重負荷手段５，１６スリーブ７，１７拡開領域８軸線方向スリット９，１８拡開フラップ１０，１９先端部１１，２１塑性継手

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前端に打込み方向に向けて拡大するヘッ
ド部（３）を有し、後端に荷重負荷手段（４）を有する
アンカーロッド（２）と、該アンカーロッドを包囲する
スリーブ（５；１６）とを具え、該スリーブは、前記ヘ
ッド部（３）に対向する拡開領域（７；１７）に、軸線
方向スリット（８）により互いに分離された拡開フラッ
プ（９；１８）が設けられ、これら拡開フラップは、塑
性継手（１１；２１）からヘッド部（３）に向けて延在
し、かつ、ヘッド部（３）とスリーブ（５；１６）の間
の軸線方向における相対変位により半径方向外方に展開
可能とされているバックカットアンカーにおいて、拡開
フラップ（９；１８）の先端部（１０；１９）をヘッド
部（３）に向けて凸状の湾曲形状とし、該先端部（１
０；１９）により、拡開フラップ（９；１８）の完全展
開状態で、円周（Ｒ）の大部分を形成することを特徴と
するバックカットアンカー。
【請求項２】請求項１記載のバックカットアンカーに
おいて、完全展開状態の拡開フラップ（９；１８）の先
端部（１０；１９）が限定する円周（Ｒ）を、バックカ
ット孔の外周輪郭形状に対応させることを特徴とするバ
ックカットアンカー。
【請求項３】請求項２記載のバックカットアンカーに
おいて、拡開フラップ（９；１８）の先端部（１０；１
９）の湾曲形状は、次の楕円方程式：Ｘ²／ａ²＋Ｙ²
／ｂ²＝１を満足するものとし、ここにａ＝ｒ、ｂ＝ｒ
・ｓｉｎ（α）であり、ｒはバックカット面から軸線方
向に延在する境界壁にかけての移行領域でのバックカッ
ト半径、αは頭部（３）の平均拡大角の１／２であるこ
とを特徴とするバックカットアンカー。
【請求項４】請求項１〜３の何れか一項に記載のバッ
クカットアンカーにおいて、前記塑性継手（１１；２
１）を、スリーブ（５；１６）の外面（６）に設けた環
状溝により形成し、拡開フラップ（９；１８）の後端部
を形成する環状溝の境界線（１３；２２）は、拡開フラ
ップ（９；１８）の完全展開状態で円弧（Ｔ）を形成す
るように湾曲させたことを特徴とするバックカットアン
カー。
【請求項５】請求項４記載のバックカットアンカーに
おいて、拡開フラップ（９；１８）の完全展開状態でそ
の後端部（１３；２２）が形成する円弧（Ｔ）の半径
（ｔ）は、ｈ≦ｔ≦１．２５ｈ、好適にはｈ≦ｔ≦１．
１５ｈを満足するものとし、ここにｈはスリーブ（５；
１６）の外径であることを特徴とするバックカットアン
カー。
【請求項６】請求項１〜５の何れか一項に記載のバッ
クカットアンカーにおいて、互いに隣接する拡開フラッ
プ（１８）を未拡開の初期状態で少なくとも全長の一部
に亙って重ならせ、その長手方向縁部（２４）における
重なり量を、塑性継手（２１）から拡開フラップ（１
８）の先端部（１０；１９）に向けて増大させると共
に、拡開フラップ（１８）の半径方向における展開時に
減少可能としたことを特徴とするバックカットアンカ
ー。
【請求項７】請求項６記載のバックカットアンカーに
おいて、拡開フラップ（１８）はその完全展開状態で隙
間を生じないように互いに隣接させ、隣接する拡開フラ
ップ（１８）間の重なりを解消することを特徴とするバ
ックカットアンカー。
【請求項８】請求項１〜７の何れか一項に記載のバッ
クカットアンカーにおいて、スリーブ（５；１６）を板
材の打ち抜き加工により形成したことを特徴とするバッ
クカットアンカー。
【請求項９】請求項１〜８の何れか一項に記載のバッ
クカットアンカーにおいて、拡開フラップ（９；１８）
にカッター（１５）を設けたことを特徴とするバックカ
ットアンカー。