JPS62141237A - インサ−ト器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、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ろ際に多用される
インサート器具に関するしのである。

「従来の技術」 この種のインサート器具は、一般に、雌型１１＜オとし
て用いろインサート本体と、雄型部けとして用いるボル
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らのが一般
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
ート本体の抜は止めのため、すなわちコンクリート構造
物に対する錨着方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
り深ぐ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１週なとの配
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
っては、その先端露出部に色付きのプラスチックカラー
（プラスチックキャップ）などを設けている。

１発明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っ
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期間のうちに腐食し、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
まうといった問題点かある。

また、設備毎に使い分けるために設けである前記プラス
チックカラーが耐火の点で問題があり、コスト面でも不
経済なものとなっている。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
であった。

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・雁しく、コス
ト高になり易いといった不満かあり、また、これら環状
のリブや拡大頭部なと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っている関係
上、大きさの割に重量ら大であり、かつ、材料の面から
も不経済なものであった。

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ック部など
に応力が集中することから、この部分にクラックが生じ
たりあるいは分断されてしまうといったおそれがある。

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、セラミック
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
性を向上することかてきろととしに、所望の形状および
色調にイノ→ノ°−ト本体を成形することができるもの
である。

ところか、セラミックス製インサート本体は、前記のよ
うな１１１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、セラミッ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ックス製とした
技術の提案に止どまり、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、その開発か
要求されている。

本発明は、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１１′たセラミノクスツ
フインザート器具を提供孝ろ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、本発明では、構造物内に
埋設されるインサート本体と、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
サート器具であって、前記インサート本体をセラミック
スによりボルト挿入孔を形成する筒状に形成し、かつ、
前記挿入孔の奥側の内周面にボルトとねじ結合するめね
じを１役け、前記インサート本体に、インサート本体の
外方に突出しかつ前記挿入孔の開口部に向かうに従い外
径が小径となるテーパ面を有する拡大基部を、少なくと
も前記めねじの形成された部分の外周に位置して形成し
たしのである。

「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ら、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。したがって、インサート本
体にクラッ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。

つまり、前記ボルトからの荷重は、拡大基部外周のテー
パ面によっ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。したがって、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しのとすることができる。

「実施例」 以下、本発明の第１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は雌型部材とじて用いるイ
ンサート本体であり、このインサート仁体ｌは、セラミ
ックスによって全体か所望のｋＷ　断面形状（図示例で
は円環状であるが、他の形状であっても良い）をしった
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ｌの長さ方向（軸方向）
に貫通した状態に設けられている。

また、この挿入孔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２ａが形成されて
いる。

前記インサート本体ｌには、インサート本体！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い外径が小径となる
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１
ａ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
良好な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Ｔ
１とインサー！・本体ｌ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ｌ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。

Ｔ　ｔ＝　Ｂ　Ｘ　Ｔ　、　　　　　　　　・−・−（
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Ｉの厚さＴ、は、ねじ山の高さＴ１の４〜５倍あ
ることか望ましく、これらの関係と大洋部分のル六■６
．および直管苓ｎ、ンのＩＷ庫において、前記テーパ面
３の角度が細かく設定されろものである。

一方、前記インサート本体ｌの拡大基部１ａの下端に連
続する筒状部ｔｂ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ｌ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ｌを構成するセラミ・ソクス
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、インサート本体を使い分ける場合にプラスデックカ
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！の挿入孔
２を覆うプラスチック製のキャップを示している。

また、前記実施例では、インサート本体ｌを円筒状に形
成した例を示したが、本発明では、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ｄｏろため
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し良い。

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図なとに示すように、インサート本体１を成形ずろ
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Ｉ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って固定
するとともに、セラミックス原料の粉体を適当な大きさ
く例えば平均粒径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ｌの製造は、モールド内にホルトを
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ｌの各部は、テーパ面３が１
〜４５＠の、両回の角度に設定されているので、セラミ
ッ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■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Ｉ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ｌの挿
入孔２内に緊密に嵌合する固定枠などを型枠に固定して
おいてからインサート本体ｌ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ｌが埋設されるものである。

なお、このインサート本体Ｉを予め所望の急に着色した
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、設備をつけろ場合に、色をみてボルトを
単にねじ込み、使い分けられるので、取付は間違いがな
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ｌ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−（ηに荷重が受
けられ、いイっゆるクサヒ効果か発揮され、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、市Ｉ記拡大基部＋ａのテーパ面３は、そのｒｒｌ
ｌ：　０か１〜４５°に設定されているので、拡大基ｉ
Ｔ（Ｉ　ａの上部で、ボルトによる引ｚ脹力がそのまま
引張力として作用することがなく、これにより、インザ
ート本体りの耐力の低下を防止し得て、テすることがで
きる。

一方、前記状態（インサート本体ｌにボルトがねじ込ま
れて引張力を受けている状＠）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、インザート本体ｌの錨着力が強くなるので、イ
ンサート本体ｌの抜は止め効果を向上することができる
。

また、前記圧縮力に対しては、セラミックス製であるイ
ンサート本体ｌは充分な耐力を発揮するので、インサー
ト本体ｌ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ずろことができる。

なお、インサート本体ｌ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
状となっているので全体としては弾めて軽量化を図るこ
とができろ。

また、第４図は本発明の第２実施例を示すもので、この
インサート本体１０は、インサート本体ＩＯの外方に突
出する拡大基部１０ａをめねじ２ａお上びＪ市人羽２の
両方にう１４．プオＡ加イ厚（形成し、その外周に下端
に向かうに従って小径となるテーパ面１１を、インザー
ト本体１０の下部の筒状部１０ｂに連続する形態に形成
したものである。

なお、この実施例にあっても、テーパ面１１の角度θお
よびめねじ２ａのねじ山などの構成要素については、先
の第１実施例を同一であるので、その説明については省
略する。

しかして、このように構成したインサート本体１０にあ
っては、テーパ面１１を長く形成した分、一層幅着力を
高めることができるなどの効果がある。

なお、本発明では、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ら可能であ
る。

以下、第１表を参照して、インサート本体ｌの耐力につ
いて、実験を行った結果について説明する。

実験は、第５図に示す装置を使用して行った。

この装置は、フンクリ−１・構造物Ｃ内に埋設されたイ
ンザート本体ｌに螺合されたおねじ付きのテンンヨンバ
ー３０を、ラムヂエア３３上のツヤツキ３１により引っ
張るもので、ジヤツキ３１にはロードセル３２か連動し
て取り付けられている。

なお、インサート本体ｌの耐力計算は、次式（２）によ
り算出し、また設計荷重は、（３）式によって求めた。

Ｐｆｆｌａｘ＝Ｃ１コ１−・π・Ｑ・（Ｑ＋Ｄ）・・・
・・・（２）ａ　ｃｋ＝　２６４　ｋｇ／　ｃｍ’ ここで、ｐｍａｘは破壊荷重、ａ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−　σ５ｙ−Ａ＃９３０ｋｇ　　−・・・（
３）ここで、Ｐは屑材の降伏耐力、σｓｙ＝　２４　Ｑ
　Ｏｋｇ／ｃｍ”、Ａ＝０．５８ｃｍ”（ポ１ルト断面
積）として計算した。

第１表 第１表において、ＮＯＩは前記第１実施例に示したイン
サート本体ｌの結果を、またＮＯ２は第２実施例で示し
たインサート本体ＩＯ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
荷重か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６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。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、構造物内に埋設されるイ
ンサート本体と、このインサート本体に一端部が挿入さ
れてねじ結合されろボルトとを（・１ｔえるインサート
本体であって、前記インサート本体をセラミックスによ
りボルト挿入孔を形成する筒状に形成し、かつ、前記の
挿入孔の奥側の内周面にボルトとねじ結合するめねじを
設け、前記インサート本体の外周面に、＠配挿入孔の開
口部に向かうに従い外径が小径となるテーパ面を有する
拡大基部を、めねじの外周に位置して設けたので、次の
ような種々の優れた効果を奏することがで、さる。

（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って、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ックや分断などを発生させ
る原因である引張力は゛はとんど生じることがない。し
たがって、セラミックス製インサート器具の実用化に対
する適用性を向干し得て、その耐力の向上を図ることが
できる。

また、容色されたセラミックスを使用することにより設
備面の使い分けか可能となる。

（ｂ）拡大基部外周のテーパ而によって、錨着力を得ろ
（、が成としているから、ボルトが抜（上出し方向に強
く引かれるはと、錨着力が強まり、ボルトにねし結合さ
れるインサート本体の抜は止め作用を向上させろことが
できる。

（ｃ）インサート本体はセラミッ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
て最乙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。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示すしので
、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
は本発明の第２実施例を示す半断面図、第５図は実験装
置を説明するために示した装置の正面図、第６図は作用
説明図である。 １．１０・・・・・インサート本体、１ａ・・・・・・
拡大基部、【ｂ・・・・・筒状部、２・・・・挿入孔、
２ａ・・・・・めねじ、３．１１・・・・・・テーパ而
、５・・・・・キャップ、Ｄ−・・・拡大基部の上端の
外径、 θ・・・・・テーパ而の角度、Ｔ、・・・・・・ねじ山
の高さ、Ｔ、・・・・・・厚み、 ３３・・・・・・ラムチェア、Ｃ・・・・・・構造物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 構造物内に埋設されるインサート本体と、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って、前記インサート本体は
   セラミックスによりボルト挿入孔を形成する筒状に形成
   され、かつ、前記挿入孔の奥側の内周面にはボルトとね
   じ結合するめねじが設けられ、前記インサート本体には
   、インサート本体の外方に突出しかつ前記挿入孔の開口
   部に向かうに従い外径が小径となるテーパ面を有する拡
   大基部が、少なくとも前記めねじの形成された部分の外
   周に位置して形成されていることを特徴とするインサー
   ト器具。