JP2004263848A - 本体打込み式アンカー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一端の中実した軸あるいは鉄筋に十字スリットを設けたアンカー本体と、前記アンカー本体の十字スリットに一端の小径部が嵌合する溝を設け、前記小径部は溝と共に他端部に向け末広がりとなるテーパ外径部から成る基端部と該基端部の最大径部と該最大径部より小径の台座部を前記基端部の反対側に設けているコーンとにより構成され、前記溝の断面は溝底では平面あるいは曲面が交わるV字状形状で、前記平面あるいは曲面に繋がる開口縁部により囲まれた角度が90度の領域内に入らないようにしており、更に、前記溝は基端部より最大径部まで連続するかあるいは最大径部で切り上げるようにして、更に、アンカー本体よりコーンの最大径部を小さくする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物のコンクリート躯体に各種設備機器等を取付けたり、補強用に用いるあと施工アンカーに関し、詳しくは、金属拡張アンカーに分類される本体打込み式アンカーに関する。
【0002】
【従来の技術】
本体打込み式アンカーは図9に示すように、アンカー本体100とコーン200により構成され、アンカー本体100には、一端部に同一中空部と軸方向にスリットを設け、他端部には雌ねじが設けられている。用途によっては、アンカー本体が鉄筋とか溶接のための丸棒の場合もある。コーン200はテーパ形状で、アンカー本体100の一端部に小径側がセットされ、他端部に向い末広がりとなっている。
【0003】
施工はコンクリートに穿孔した有底の孔にコーン200をアンカー本体100にセットした状態で挿入し、コーン200が孔底に当った状態で、コンクリート面より上に出た、アンカー本体の頭部を専用の治工具を用いてハンマーで打撃を加え行う。打込み施工の際、アンカー本体の拡開部の一端である先端は、コーン200の末広がりになるテーパ面に沿って、コンクリート壁面を削りながら拡開して行く。孔壁面の削られた削粉、粒子は、アンカー本体の拡開部先端に衝撃力で押され、アンカー本体100先端の空間と一部がスリットの間に入り込む。孔壁面の削られた削粉、粒子の入り込む空間が無いと、本体の拡開先端は、孔壁面で削粉、粒子を圧縮することになり、必要とするアンカーの拡開が得られず、アンカーの性能であるコンクリートに対する引張力が小さくなるばかりでなく、バラツキのある不安定な引張力になり問題があった。
【0004】
本体打込み式アンカーの先行技術としては、実公63−32971、特開平3−233043、特開2000−265570等がある。
【0005】
実公63−32971は、アンカー本体は従来のものと変わらない。アンカー本体とコーンは明細書では本体と楔部材と記載されている。該楔部材は基本となるテーパ形状とテーパ形状の最大径部の下に最大径部より小径な収縮先端部が設けられていることに特徴がある。コンクリート孔中で本体の頭部への打込み打撃により、本体の拡開部(第2図(B)の13)の最大径部(第2図(B)の18)を越え収縮先端部まで達し、拡開部がL字形に曲げられることにより、孔壁面との接触支持面積が大きくなり、コンクリート面に対するアンカーの引張力が高くなり、大引張荷重が得られると記載されている。しかし、次の問題点があった。▲1▼本体の拡張部先端径と楔部材の最大径部の関係は、何も記載されていないが、掲載されている図面を見ると、ほぼ同径である。穿孔されたコンクリート孔径と本体及び楔部材の最大径部とのスキマは、わずかで、アンカー本体径の大きさに違いはあるが、実状は片側で0.25〜0.5(本体径10ミリの場合コンクリートドリル径10.5ミリ、本体径25.5ミリの場合コンクリートドリル径26.5ミリ)である。従い、本体の拡開部先端が打込みによりコンクリート孔壁面を楔部材のテーパ面に沿って削り、拡大していくと削られたコンクリートの削粉、粒子により、スキマの空間部はすぐに埋まり、本体の拡開部先端には、削粉、粒子がつまり、打込みに対する抵抗が大きくなり、コンクリート孔壁に喰い込みにくくなる。本体径が10ミリの如く小径の場合は、打込みによる打撃でスキマにつまったコンクリートの削粉、粒子をコンクリート壁面を削りながら、一緒に楔部材の収縮先端部の空間へ押込むことができる場合もあるが、コンクリート中の骨材はどこにあるかわからないので、骨材が寄っているようなところでは、完全な打込み施工ができない場合も多い。▲2▼更に、本体の拡開部が楔部材の最大径部を越えるということは、まだ拡開は可能ということで、拡開不足で低いアンカーの引張力しか得られないという大きな問題があり、また、この状態で、アンカーの引張試験を行うと、本体の拡開部が楔部材の最大径部を越えた時、コンクリート壁面との間にわずかだがスキマができ、荷重・変位曲線において、初期変位が大きく表われ問題があった。▲3▼更に、打込み施工の際、本体の内径部が楔部材のテーパ面に全面に当っているので、当り面が大きく、打込み抵抗が大きいという施工上の問題もあった。又、コンクリートの孔底は骨材とモルタルが削られているので面に凹凸があり、楔部材の収縮先端部のコンクリート孔底に当っているのは外周のみなので、本体の中空部の入口と楔部材の円筒の嵌込み部があっても、打込み施工の打撃で、本体に対し楔部材が傾き、芯がズレて施工される場合もあり、施工時の打込み抵抗を更に大きくする問題もあった。
【0006】
特開平3−233043はアンカー本体とコーンに相当する楔部材により構成された本体打込み式アンカーであるが、通常の本体打込み式アンカーは、コーンがコンクリート孔底で打込み反力を受けるのに対し、この発明では、コーンに相当する楔部材に設けられたストッパーが、コンクリート孔入口部でアンカー本体の打込み反力を受ける点が大きく異なっている。この打込み反力をコンクリート孔入口部で受けることにより、コンクリートへの穿孔深さを所定の深さにするということからは解放されたが、しかし、ストッパーとアンカー本体を拡開する楔部材を一体としたことにより次の問題が発生した。先ず▲1▼ストッパーが割り溝の内端縁にあたった時、楔片がアンカー本体の開脚片を必ずしも十分に拡開しているとは限らない場合があるという問題があった。▲2▼又、逆にコンクリート圧縮強度が高い場合にはストッパーが割り溝の内端縁に当る前に楔部材の拡開が終り、打込み完了の確認が困難という問題もあった。▲3▼更に、コンクリート中の骨材にコンクリート孔入口部でストッパーが当った場合は、ストッパーがコンクリート表面に突き出て、設備類の機器底面に当り、機器がコンクリート面に平行に設置できないという問題もあった。▲4▼更に又、ストッパーと楔部材がコンクリート面に対し芯出し位置を決めると記載されているが、このことは、アンカー本体と楔部材の嵌入による芯出しであり、穿孔したコンクリート穴に対する芯出しではない。逆に、コンクリートは不規則な大きさの骨材が、バラバラな状態でモルタルによるペーストで硬められているので、ストッパーの骨材に当る位置は一定ではなくむしろ不規則に骨材に当るので、コンクリート孔とアンカー本体のスキマによる傾きは起き易いという問題もあった。
【0007】
特開2000−265570はアンカー本体とコーンのうち、コーンに特徴がある。コーンにはストッパー壁上に円錐台部と本体のスリットに圧入する楔形のリブが設けられ、円錐台部と楔形リブの傾斜角度を同一角度にしている。本体がコンクリート孔中にハンマー等で治工具を介して打込まれた時、コーンの円錐部で本体の拡張部が拡開し、楔形のリブはアンカー本体のスリットに圧入する。コーンの円錐台部と楔形のリブが同一角度なので、拡開した本体の拡張部は一体的な形状となり、長時間の経過にも拡張部の変形が極めて少なく、拡開された拡張部の軸線方向への変形余地を少なくしたと記載されている。しかし、次のような問題があった▲1▼コーンにストッパー壁が設けられていることは、アンカー本体の拡開が制限されることになり、アンカーを施工するコンクリートによっては、アンカー本体の拡開が不十分な場合が当然あり問題がある。▲2▼コーンにストッパー壁があるため、アンカー本体を打込んだ時アンカー本体の拡開先端部により、拡開のためコンクリート孔壁を削った削粉、粒子は、コーンのストッパー壁上にたまり、アンカー本体の拡開先端部は、コンクリートの削粉、粒子を圧縮することになり、アンカー本体は十分な拡開ができず、アンカーのコンクリートに対する引張力は低下し、不安定となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアンカーは上記した通り、アンカー本体の拡開にコーンの形状あるいはアンカー本体とコーンとの組合せ形状により問題があり、必要とする拡開が得られないという問題があった。又、打込み施工中に生ずるコンクリートの削粉、粒子の通る道筋とコンクリートの削粉、粒子を入れる空間が無いため、アンカー拡開先端部が削粉、粒子を圧縮し、コンクリートに対するアンカー引張力が不安定となり、同時にアンカー引張力が低下する問題があった。更に又、施工の際打込み抵抗が大きく、アンカー本体の拡開に影響する問題があった。本発明はこれらの従来技術の問題点を解決する本体打込み式アンカーを提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一端の中実した軸あるいは鉄筋に十字スリットを設けたアンカー本体と、前記アンカー本体のスリットに一端の小径部が嵌合する溝を設け、前記小径部は溝と共に他端部に向け末広がりとなるテーパ外径部から成る基端部と該基端部の最大径部と該最大径部より小径の台座部を前記基端部の反対側に設けているコーンとにより構成されていることを特徴としている。
【0010】
又、コーンの溝断面は溝底では平面あるいは曲面が交わるV字状形状で、前記平面あるいは曲面に繋がる開口縁部により囲まれた角度が90度の領域内に入らないことを特徴としている。
【0011】
又、コーンの溝断面は異なる角度の2組の平面より作られているを特徴としている。
【0012】
又、コーンの溝は小径部より基端部の最大径部まで連続していることを特徴としている。
【0013】
又、コーンの溝は小径部より基端部に連続し最大径部で切り上げ無くなることを特徴としている。
【0014】
又、コーンの溝底の形状は、末広がりとなるテーパ外径部と同じか、あるいは内側に弓状にへこむ形状であることを特徴としている。
【0015】
又、コーンの最大径部はアンカー本体の径より小さいことを特徴としている。
【0016】
又、コーンの台座部はコンクリート孔底に当る箇所がコンクリート孔底と同じ形状としていることを特徴としている。
【0017】
更に又、コーンの表面はアンカー本体の十字スリット部の硬度より高いことを特徴としている。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の本体打込み式アンカーの実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図1から図3は本発明の第一実施例を示しており、アンカー11はアンカー本体12とコーン13より構成されている。図1はコンクリート孔に挿入する前のアンカー本体12とコーン13が嵌合された状態を示している。
【0019】
図2(A)、(B)はアンカー本体12とコーン13の各図を示し、図2(A)はアンカー本体12の一端部に十字スリット14が設けられ、スリット14により均等4分割された拡開部15が形成され、他端部には雌ねじ16が設けられている。拡開部15は十字スリット14により均等4分割された4つの扇形状より成るが、アンカー11の拡張部として作用するのは、各扇形状の端部17から90度に広がる外周部分である。従来技術として取り上げた実公昭63−32971、特開2000−265570の拡開部はアンカー本体の外径と内径より生ずる肉厚となるので、同じアンカー本体径で、本発明の拡開寸法を比べると小さく、この点が大きなちがいであり、本発明の特徴である。
【0020】
図2(B)はコーン13の形状を示し、コーン13にはテーパ外径部22と、テーパ外径部22の軸方向に設けられた溝20が設けられており、先ず、テーパ外径部22は一端が小径部21と、該軸21につながる末広がりとなる基端部19があり、該基端部19にはアンカー本体12の外径と同じか、若干小径の最大径部23が設けられており、更に最大径部23には最大径部23より小径で、後記する溝20の底部より小径で、突起24を有する台座部25が設けられている。台座部25に設けられた突起24は、コンクリート孔底に穿孔時にできたコンクリート・ドリルの刃先角度と同じ角度である。アンカー本体12とコーン13の芯出し及びコーン13のコンクリート穿孔穴に対する位置決めのためのものである。次に、テーパ外径部22に設けられた溝20は同一形状で、一端部の小径部21から、末広がりに拡がるテーパ外径部22に沿って基端部19に設けられ、基端部19の最大径部23の外径を一部切欠くようにして設けられている。
【0021】
図3(A)、(B)はコーン13の異なる方向の断面形状を示している。図3(A)は図2(B)のコーン13のA−A断面で、図2(B)より拡大した溝底26の断面形状図面である。溝底26は請求項6に記載しているもので、コーン13の軸方向に内側にわずかにへこむ弓状となる形状で、コーン13のテーパ外径部22とは若干だが曲線が異なっている。又、図3(B)は図2(B)のB−B断面図で、請求項2の溝20の溝底26が平面で交わった状態の断面図で、請求項2の条件に合うV字形状で角度Qは110度である。アンカー本体12の拡開部15の扇形角度は十字スリット14で作られた角度90度なので図3(B)では角度Tが該当し、扇形の拡開部15にコーン13の溝の開口縁部27が接触したり当らない構造と成っている。
【0022】
以上のことから、アンカー本体12の拡開部15は均等4分割された各部分の扇形状の端部17は後記するようにコーン13の溝底25に部分的に当りながら、アンカー本体頭部へのハンマー等の打込みに拡開が進んでいく。
以上の構成による本発明の第一実施例の本体打込み式アンカーを使用するときは、アンカー本体径のサイズにより異なるが、アンカー本体により0.5〜1.0ミリ程度大きいコンクリート・ドリルを用いコンクリートへ穿孔する。
第一実施例として説明している本体打込み式アンカーは雌ねじが設けられたアンカー11なので、コンクリート面に機器を取付ける場合は、アンカー本体12の頭部がコンクリート表面に出ないように穿孔深さをコンクリートの状態により決める。図1のようにアンカー11はアンカー本体12にコーン13を嵌合した状態で、コンクリートに穿孔した孔に挿入し、コーン13がコンクリート孔底部に当ることを確認したら、図示しないハンマーと打込み治工具を用い、アンカー頭部を金属音あるいは打込む手ごたえが一定になるまで打込む。
【0023】
図4は本発明の本体打込み式アンカーの打込み施工中のアンカー本体12の拡開部15の一部とコーン13の断面図である。溝底25は小径部21の溝深さは一定で、基端部21では軸方向へへこむ弓状の形状と成っているので、アンカー本体にはコーン13の溝底26に沿ってアンカー本体の端部17が当りながら拡大していくが、コーン13の小径部21の溝深さは一定で、溝深さは基端部19では軸方向へ、へこむ弓状の形状となっているので、アンカー本体12の拡開部15の内側先端部29が小径部21をこえると、アンカー本体12の拡開部15はコーン13の小径部21の外径先端部分28と、端部17の内径先端部分29が当り、アンカー本体12は拡開が進む。拡開部15は均等4分割されているので、4ヶ所で、この状態となっているので、アンカー本体12とコーン13の当っている部分が図9に示す従来の本体打込み式アンカーのアンカー本体の拡開部となる内周とコーンの全周に当っているのに比べ少ないので、打込み抵抗が小さくなる。本第一実施例のコーン13の溝底26はコーン13の軸方向の内側にへこむ胴部が若干細くなる弓状形状にしたが、溝底26はコーン13のテーパ外径部と同じ末広がりの直線でも良い。但し、この場合は、第一実施例のコーン13に比べ、アンカー本体の端部が溝底に全面的に当るので、施工における打込み抵抗は大きくなるが、従来の図9のアンカーに比べれば小さい。
【0024】
アンカー本体12とコーン13が生材だと施工中アンカー本体12とコーン13の当っている部分が喰い付く恐れがあるが、コーン13を冷間圧造で作れば、請求項9で記載する表面硬度は、アンカー本体12の十字スリット14がフライス加工の切削加工に比べ高くなり、喰い付くことも無く、コンクリートの圧縮強度が高い場合にはアンカー本体12の扇形状の端部17の角が塑性変形して、施工ができるわけである。
又、アンカー本体には、コーン13の溝によりガイドされ拡開が進み、コンクリート孔底とコンクリート孔底に当るコーン13の形状を同形状としているので、アンカー本体に対し、コーン13の軸芯がずれることはない。
【0025】
アンカー11をコンクリート孔へ打込むと、アンカー本体12の拡開部15の扇形状となった各端部17は溝底26に沿って、コンクリート孔壁を削りながら拡開するが、コンクリート孔壁の削られた切粉、粒子はコーン13の溝20を道筋として台座部25とコンクリート孔壁により作られている空間へ逃げる。又、一部は拡開部15の扇形状の間にも入る。
【0026】
図5(A)は第一実施例のアンカー11がコンクリートは図示していないが、コンクリート孔で拡開した状態を示し、図5(B)は、図5(A)の拡開したアンカー11を底部から見たコーン13と扇形状の拡開部15の拡開した状態を示している。
【0027】
図6から図8は本発明の本体打込み式アンカーの第二実施例を示しており、図6はコンクリート孔に挿入する前のアンカー本体12とコーン1313が嵌合した状態を示している。アンカー本体12は第一実施例のアンカー本体と全く同じ形状である。コーン1313の第一実施例のコーン13と異なるところは請求項2、3、5、7に記載された特徴を持っていることである。
【0028】
先ず、図6からわかるようにコーン1313の最大径部2323はアンカー本体12の外径より小さいことで、請求項7に該当する。理由は、アンカー本体12とコーン1313の最大径部2323の間の空隙部より、アンカー本体12の打込み施工時に拡開部15の外周先端部30がコンクリート孔壁を削った削粉、粒子を台座部2525とコンクリート孔壁との間にある空間へ逃がすためである。
【0029】
次に図6、図7に示すように、コーン1313の溝2020の軸方向の長さは、最大径部2323で切り上り、最大径部2323には溝が無く、請求項5に該当する。理由は、上記したように最大径部2323がアンカー本体12の外径より小さいので、この空隙部からコンクリートの削粉、粒子は台座部2525へ逃げるので、第一実施例のような最大径部までの切り欠いた溝20は必要ないのである。
【0030】
又、図7(B)はコーン1212の台座部2525を含む溝底2626の断面を示しているが、該断面は第一実施例の図3(A)と最大径部2323を除くと全く同じ形状になる。第二実施例のコーン1313には第一実施例の溝底26と同じ溝底2626を作る事が出来るので、第一実施例と同じアンカーの拡開ができるという効果がある。又、第一実施例のコーン13より第二実施例のコーン1313の方が最大径部が小さいので、コーン1313を作る金型も小さく、作り易くなり、コストも下がり安くなる。
【0031】
図8はコーン1313の図7のC−C断面図で、溝2020の断面形状を示し、請求項2と3に該当する。コーン1313の溝2020は溝底2626の角度Yと途中から角度Rに変り、溝の開口縁部2727となっている。図面上角度Yは130度、角度Rは90度である。従い溝2020は角度Yの130度と角度R90度の2組の平面より作られている。
【0032】
第二実施例は第一実施例と同じように、アンカー1111の打込み施工時にはコーン1313の溝底2626にアンカー本体12の端部17のみが当りながらアンカー本体12の拡開部15が拡開するので、打込み抵抗は通常の図9の本体打込み式アンカーより小さいのはいうまでもない。
【0033】
【発明の効果】
本発明は、上記したような形態で実施されるので、以下の効果がある。
▲1▼ アンカー本体の拡開寸法が大きくとれる。
アンカー本体の拡開部は十字スリットにより作られる均等4分割の扇形状であるが、扇形状の端部(17)から角度90度に広がった外周部までの寸法が拡開寸法となるので、従来のアンカー本体の拡開部であるアンカー本体の外径と内径の差による肉厚に比べ、拡開寸法が大きくとれるので、新しいコンクリートと同様に、リニュウーアルする古い圧縮強度の低いコンクリートにも対応できる。
▲2▼ 打込み施工時に生ずるコンクリート孔壁の削粉、粒子の移動する道筋を設けた。打込み施工時に発生するアンカー本体の拡開部先端が削るコンクリート孔壁の削粉、粒子を第一実施例ではコーンの軸方向に溝を設け、又、第二実施例では、アンカー本体径よりコーンの最大径を小さくして空隙を作ったので、道筋ができ、従来のように圧縮されることがなく容易に移動できるようになった。結果として、従来のアンカーよりアンカーの拡開寸法が大きくとれるようになった。
▲3▼ 打込み施工時に生ずるコンクリートの削粉、粒子の上記した▲2▼の移動を容易にするため空間をコーンの台座部とコンクリート孔壁の間に作った。
▲4▼ 打込み施工が従来より楽に出来るようになった。
アンカー本体の拡開部の扇形状の90度に広がる端部(17)とコーン側の溝底(26)が施工時に当るので、従来のアンカー本体の内径とコーンのテーパ部の当り面に比べ、当る面積が少ないので、打込み抵抗を小さくすることが出来る。特にコーンの表面硬度はアンカー本体の十字スリットの端部(17)より高くすることが冷間圧造により生産が容易にできるので、従来のアンカーに比べ、アンカー施工時の打込み抵抗が下がり、施工の確実性と施工の打撃力が小さくてすむ。
▲5▼ アンカー本体とコーンの芯ズレが無い。
アンカー本体は、アンカー本体の十字スリット部の端部がコーンの溝に沿って動き拡大し、コンクリートの孔底とコンクリート孔底に当るコーン13の形状を同形状としているので、アンカー本体とコーンの芯ズレは無く、拡開部は均一に広がるので、アンカー強度が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図1】アンカー本体とコーンを嵌合した第一実施例の斜視図
【図2】Aはアンカー本体の斜視図
【図3】Aはコーンの軸方向の溝底の断面図
Bはコーンの上部の軸の溝断面図
【図4】アンカーの拡開中の断面図
【図5】Aはアンカーが拡開した時の斜視図
Bはアンカーが拡開した時の底部のコーン側より見た図面
【図6】アンカー本体とコーンを嵌合した第二実施例の斜視図
【図7】Aはコーンの斜視図
Bはコーンの軸方向の溝断面図
【図8】図7のC−C断面図
【図9】従来のアンカーの斜視図
【符号の説明】
11、1111 アンカー
12 アンカー本体
13 コーン
14 すりっと
15 拡開部
16 雌ねじ
17 端部
18 外周部
19 基端部
20、2020 溝
21 小径部
22、2222 テーパ外径部
23、2323 基端部の最大径部
24 突起
25、2525 台座部
26、2626 溝底
27 開口縁部
28 外周先端部
29 内周先端部
30 外周先端部
Claims (9)
- 一端の中実した軸あるいは鉄筋に十字スリット14を設けたアンカー本体12と、前記アンカー本体12のスリット14に一端の小径部21が嵌合する溝20を設け、前記小径部21は溝20と共に他端部に向け末広がりとなるテーパ外径部22から成る基端部19と該基端部19の最大径部23と該最大径部23より小径の台座部25を前記基端部19の反対側に設けているコーン13とにより構成されている事を特徴とする本体打込み式アンカー。
- コーン13の溝20の断面は溝底26では平面あるいは曲面が交わるV字状形状で、前記平面あるいは曲面に繋がる開口縁部27により囲まれた角度が90度の領域内に入らないことを特徴とする請求項1に記載の本体打込み式アンカー。
- コーン13の溝20の断面は異なる角度の2組の平面より作られているを特徴とする請求項2に記載の本体打込み式アンカー。
- コーン13の溝20は小径部21より基端部22の最大径部23まで連続していることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の本体打込み式アンカー。
- コーン13の溝20は小径部21より基端部19に連続し、最大径部23で切り上げ無くなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の本体打込み式アンカー。
- コーン13の溝底26の形状は、末広がりとなるテーパ外径部22と同じかあるいは内側に弓状にへこむ形状であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の本体打込み式アンカー。
- コーン13の最大径部23はアンカー本体12の径より小さいことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の本体打込み式アンカー。
- コーン13の台座部25はコンクリート孔底に当る箇所がコンクリート孔底と同じ形状とすることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の本体打込み式アンカー。
- コーン13の表面はアンカー本体の十字スリット部14の硬度より高いことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の本体打込み式アンカー。
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Cited By (3)
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