JP2006266476A - タッピングボルト - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート製品にねじ込むことができるようにしたタッピングボルトを提供することである。
【解決手段】テーパ部を先端に有する軸部１の外周に雄ねじ４を形成し、その雄ねじ４のねじ山４ａの角度を軸部先端から後端のねじ山４ａに至るに従って次第に大きくして、ねじ込み時に先行側のねじ山４ａが摩耗して不完全な雌ねじが形成されたとしても後行側のねじ山４ａで雌ねじが形成されるようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、ＡＬＣ等のコンクリート製品にねじ込むタッピングボルトに関するものである。

ＡＬＣ（気泡コンクリート製品）、モルタル、アスファルト、レンガ、鉄筋コンクリート等から成るコンクリート製品に対して適宜の物品（取付け対象物）をボルト止めすることは従来から普通に行なわれているが、コンクリート製品に対して直接ねじ込むことができるようにしたボルトは未だ存在しない。

そこで、取付け対象物のボルト止めに際し、従来では、軸方向のスリットを有する筒体と、その筒体内に組込まれたテーパ状のナットとから成るアンカーを用い、そのアンカーをコンクリート製品に形成された下孔内に挿入し、上記ナットにねじ込まれるボルトの締付けによりナットを軸方向に移動させて筒体を拡径させ、下孔の内周に筒体の外周を圧接係合させて筒体およびナットの固定化を図り、上記ナットに対してボルトを締付けることが一般的であった。

ところで、アンカーを用いる取付け対象物の固定にはコストが高く、しかも、ボルトを強く締め付けた場合にアンカーが下孔から抜け出るおそれがあり、取付け対象物を強固に固定することができないという問題がある。

ここで、一般的に知られているボルトは雄ねじのねじ山が隣接するねじ山間にＶ形の谷底が形成された構成であるため、そのようなボルトをコンクリート製品に形成された下孔にねじ込むと、ねじ山に対してきわめて大きな摩擦抵抗が作用し、その摩擦抵抗は締付け時の回転抵抗となるため、締付けにきわめて大きな回転トルクを必要とし、ときには焼付きが生じてロックするという問題が生じる。

また、下孔の内周に雌ねじを形成しつつねじ込むことができるようにしたタッピングねじも従来から知られているが、そのタッピングねじがねじ込まれる対象物は金属や合成樹脂から成る製品であって、コンクリート製品類にねじ込んだ場合、雄ねじが摩耗して完全な雌ねじを形成することができず、引抜き耐力がきわめて低く取付け対象物を安定よく取付けることができない。

この発明の課題は、コンクリート製品に直接ねじ込むことができるようにしたコンクリート製品用のタッピングボルトを提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、先端にテーパ部を有する軸部の外周に、ねじ山の形が三角形の雄ねじを隣接するねじ山間に間隔をあけて設け、その雄ねじのねじ山の角度を軸部の先端に位置するねじ山から後端に位置するねじ山に至るに従って次第に大きくした構成を採用したのである。

ここで、雄ねじのねじ山は、軸部先端から後端に向けて１山ごとに角度を大きくしてもよく、あるいは、雄ねじのねじ山を複数のねじ山ごとにグループ分けし、同一グループのねじ山の角度を同一とし、軸部の先端に位置する第１グループから軸部の後端部に至る第ｎグループに向けてねじ山の角度を次第に大きくしてもよい。

上記の構成から成るタッピングボルトのねじ込みに際して、コンクリート製品がＡＬＣから成る場合は、そのＡＬＣに直接ねじ込むようにしてもよく、あるいは、ＡＬＣに下孔を形成し、その下孔にねじ込むようにしてもよい。

ＡＬＣより硬度の高いコンクリート製品に対しては、そのコンクリート製品に下孔を形成してねじ込むようにする。

ここで、軸部の外周に、その先端から軸方向に延びてねじ山を周方向に分断するスリットを形成しておくと、雄ねじのねじ込み時に発生する切り粉をスリット内に収容することができるため、回転抵抗の低減化を図ることができると共に、軸部は回転抵抗が大きくなると縮径するため、スムーズなねじ込みを可能とすることができる。

なお、スリットの幅および深さは軸部の外径やコンクリート製品の硬度に応じて適宜に決定し、深さについては、軸部の外周対向位置で開口して軸部の先端部に二股片を形成するようなものであってもよい。また、スリットは軸心に平行する直線状のものであってもよく、あるいはスパイラル状のものであってもよい。

この発明に係るタッピングボルトにおいて、前記雄ねじに、軸部先端のねじ山から少なくとも複数のねじ山を周方向に複数に分断する複数の溝を形成すると、複数に分断された分割ねじ山のねじ込み時における回転方向の先行側端面のエッジが切り刃の役目をし、その切り刃の切り込みによって発生する切り粉を溝内に収容することができるため、ねじ込み時の回転抵抗は小さく、コンクリート製品に対してスムーズにねじ込むことができる。

上記のように、雄ねじのねじ山の角度を軸部の先端から後端に至るに従って次第に大きくしたことにより、コンクリート製品に対するねじ込み時、軸部先端側の先行側のねじ山がコンクリート製品との接触により摩耗してコンクリート製品に切削される雌ねじが不完全なものであっても、後行側のねじ山は先行側ねじ山により切削された雌ねじに沿って侵入するため、後行側のねじ山によって完全な雌ねじが切削されることになり、コンクリート製品に対してタッピングボルトを確実にねじ込むことができる。

また、後行側のねじ山の角度を先行側のねじ山の角度より大きくしたことにより、後行側のねじ山は先行側のねじ山によって形成される雌ねじの両側のフランクを切削しつつ侵入する。このため、雌ねじと後行側ねじ山の係合力は強く、雄ねじの先行側のねじ山が摩耗してねじ係合することがない場合であっても後行側の複数のねじ山によって充分な引き抜き耐力を得ることができ、取付け対象物を強固に取付けることができる。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係るタッピングボルトの第１の実施形態を示す。図示のように、軸部１はテーパ部２を先端に有し、後端部にはねじ軸部３が設けられている。

軸部１の外周には、先端から後端に至って雄ねじ４が転造により形成され、そのねじ形成後、熱処理されて硬度が高められている。雄ねじ４はねじ山４ａの形が三角形とされ、隣接するねじ山４ａ間に間隔が形成されて谷底４ｂはストレートとされている。

ここで、軸部１の先端側からのねじ山４ａを第１ねじ山ａ_１乃至第ｎねじ山ａ_ｎとし、その第１ねじ山ａ_１乃至第ｎねじ山ａ_ｎの角度をθ_１乃至θ_ｎとすると、そのねじ山の角度θ_１乃至θ_ｎは、第１ねじ山ａ_１から第ｎねじ山ａ_ｎに至るに従って次第に大きくなっている。

実施の形態では、第１ねじ山ａ_１の角度θ_１を６０°として、第ｎねじ山ａ_ｎに向けて１°ずつ大きくし、第ｎねじ山ａ_ｎの角度θ_ｎを９０°としているが、第１ねじ山ａ_１の角度θ_１、隣接するねじ山４ａの角度差および第ｎねじ山ａ_ｎの角度θ_ｎはこれに限定されず、コンクリート製品の硬度に応じて適宜に決定する。また、ねじ山４ａのピッチＰは一定とし、そのピッチＰもコンクリート製品に応じて適宜に決定する。

第１の実施形態で示すタッピングボルトは上記の構造から成り、コンクリート製品に対するねじ込みに際し、そのコンクリート製品がＡＬＣ等の比較的硬度の低いコンクリート製品の場合は、そのコンクリート製品に直接ねじ込むようにしてもよく、あるいは上記コンクリート製品にタッピングボルトの谷径と略同径の下孔を形成してその下孔にねじ込むようにしてもよい。一方、硬度の高いコンクリート製品の場合は、下孔を形成してねじ込むようにする。そのねじ込みに際しては、ねじ軸部３に２個のナット５をねじ込み、そのナット５の相対回転によりナット５の衝合面の面圧を高めて２個のナット５をねじ軸部３に固定し、そのナット５にレンチを係合してタッピングボルトに締付け方向の回転トルクを負荷する。

いま、コンクリート製品に形成された下孔にタッピングボルトをねじ込むと、雄ねじ４によって下孔の内周が切削されて雌ねじが形成される。このとき、軸部１先端の先行側のねじ山は下孔の内周との接触によって摩耗し易く、その摩耗によって下孔の内周に不完全な雌ねじが形成されるが、後行側のねじ山ａは先行側のねじ山４ａによって形成された雌ねじに沿って侵入するため、後行側のねじ山４ａによる切削によって完全な雌ねじが形成されることになる。このとき、後行側のねじ４ａは先行側のねじ山４ａより角度が次第に大きくなっているため、後行側のねじ山４ａは先行側のねじ山４ａによって形成された雌ねじの両側フランクを切削しつつ侵入することになる。このため、雌ねじと後行側のねじ山４ａの係合力は強く、先行側のねじ山４ａが摩耗してねじ係合することがない場合であっても後行側の複数のねじ山４ａによって充分な引き抜き耐力を得ることができ、強固なねじ込み状態を得ることができる。

図２は、この発明に係るタッピングボルトの第２の実施形態を示す。この実施形態では、軸部１の後端にフランジ６を設け、そのフランジ６にねじ軸部３を設けている点で第１の実施形態と相違する。このため、第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態で示すタッピングボルトのように、軸部１の後端にフランジ６を形成すると、そのフランジ６によってタッピングボルトの締付け量を制限することができる。

図３は、この発明に係るタッピングボルトの第３の実施形態を示す。この実施形態では、軸部１の外周に形成された雄ねじ４のねじ山４ａを複数のねじ山毎に第１グループＧ₁乃至第ｎグループ（図示省略）にグループ分けし、同一グループの複数のねじ山４ａの角度θ_１、θ_２…θ_ｎを同一とし、軸部１の先端側に位置する第１グループＧ₁から軸部１の後端部に至る第ｎグループに向けてねじ山４ａの角度θ_１、θ_２…θ_ｎを次第に大きくしている。

他の構成は第１の実施形態と同一であるため、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

上記第３の実施形態で示すタッピングボルトにおいても、第１の実施形態と同様に、コンクリート製品に対して確実にねじ込むことができると共に、充分な引き抜き耐力を得ることができる。

図４および図５はこの発明に係るタッピングボルトの第４の実施形態を示す。この実施形態では、軸部１の外周にその先端から後端部に延びてねじ山４ａを周方向に分断するスリット７を設けている点で第１の実施形態と相違している。

このため、第１の実施形態と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。

第４の実施形態で示すように、軸部１の先端部にスリット７を形成すると、雄ねじ４のねじ込み時に切削によって発生する切り粉をスリット７内に収容することができるため、ボルトねじ込み時の回転抵抗の低減化を図ることができる。また、回転抵抗が大きくなると、軸部１は縮径するため、スムーズなねじ込みを可能とすることができる。

ここで、スリット７の幅および深さは、軸部１の外径やコンクリート製品の硬度に応じて適宜に決定すればよい。深さについては、図５に示すように、軸部１の中心部に至るものであってよく、あるいは図６に示すように、軸部１の外周一側から軸部１の外周他側に貫通するものであってもよい。

図７および図８は、この発明に係るタッピングボルトの第５の実施形態を示す。この実施形態では、軸部１の外周に形成された雄ねじ４の軸部先端のねじ山４ａから少なくとも複数のねじ山４ａを周方向に分断する複数の溝８を形成している。

上記のように、複数の溝８を形成すると、複数に分断された分割ねじ山４ａ’のねじ込み時における回転方向の先行側の端面のエッジ９が切り刃の役目をし、その切り刃が下孔の内周を切り込みつつコンクリート内部に侵入すると共に、切り込みによって発生する切り粉は溝８内に収容されるため、ねじ込み時の回転抵抗は小さく、コンクリート製品に対してタッピングボルトをきわめてスムーズにねじ込むことができる。

第１の実施形態乃至第５の実施形態で示すタッピングボルトをコンクリート製品に形成された下孔に対してねじ込む場合において、その下孔にエポキシ樹脂等の溶融樹脂と硬化剤の混合液状体を入れてねじ込み作業を行なうと、混合液状体が潤滑剤の役目をするため、タッピングボルトをスムーズにねじ込むことができる。

また、液状体は雄ねじ４と、その雄ねじ４によって形成される雌ねじのねじ係合部間や下孔とタッピングボルト間の隙間に侵入して固化するため、タッピングボルトを弛み止めすることができる。この場合、樹脂として、固化時に膨張する樹脂を採用すると、タッピングボルトをより確実に弛み止めすることができる。

第１の実施形態では、軸部１の後端にねじ軸部３を設けたが、ねじ軸部３に代えて、六角頭部などのレンチ係合用の頭部を形成してもよく、あるいは軸部１の後端面に角孔を形成してもよい。

また、第１の実施形態では、軸部１として全長にわたって同一径のストレート軸部を示したが、先端又は後端を大径端とするテーパ軸部であってもよい。

この発明に係るタッピングボルトの第１の実施形態を示し、軸部の一部分を省略した状態の正面図 この発明に係るタッピングボルトの第２の実施形態を示す正面図 この発明に係るタッピングボルトの第３の実施形態を示す正面図 この発明に係るタッピングボルトの第４の実施形態を示す正面図 図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図 スリットの他の例を示す断面図 この発明に係るタッピングボルトの第５の実施形態を示す正面図 図７のVIII−VIII線に沿った断面図

符号の説明

１ 軸部
２ テーパ部
４ 雄ねじ
４ａ ねじ山
７ スリット
８ 溝

Claims (4)

1. 先端にテーパ部を有する軸部の外周に、ねじ山の形が三角形の雄ねじを隣接するねじ山間に間隔をあけて設け、その雄ねじのねじ山の角度を軸部の先端に位置するねじ山から後端に位置するねじ山に至るに従って次第に大きくしたタッピングボルト。
2. 前記雄ねじのねじ山を複数のねじ山毎にグループ分けし、同一グループの複数のねじ山の角度を同一とし、軸部の先端に位置する第１グループのねじ山から軸部の後端部に至る第ｎグループのねじ山に向けてねじ山の角度を次第に大きくした請求項１に記載のタッピングボルト。
3. 前記軸部の外周に、その先端から後端部に延びてねじ山を周方向に分断するスリットを形成した請求項１又は２に記載のタッピングボルト。
4. 前記雄ねじに、軸部先端のねじ山から少なくとも複数のねじ山を周方向に複数に分断する複数の溝を形成した請求項１乃至３のいずれかに記載のタッピングボルト。

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