JPH11504414A - 組積造用アンカー - Google Patents

組積造用アンカー

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JPH11504414A JP8524526A JP52452696A JPH11504414A JP H11504414 A JPH11504414 A JP H11504414A JP 8524526 A JP8524526 A JP 8524526A JP 52452696 A JP52452696 A JP 52452696A JP H11504414 A JPH11504414 A JP H11504414A
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Abstract

(57)【要約】 組積造用アンカーのための拡開スリーブ(1)は、その両端部間の中間に、周方向に間隔をおいて設けられた開口部(6)を有する。開口部は、傾斜したストラット(14)を形成するよう隣合う開口部(6)間にランド部(14)が形成されるよう、形作られている。このストラットは、スリーブに加えられる軸線方向の負荷により変形するよう機能し、もってスリーブの軸線方向の長さを収縮させる。各開口部は、該開口部の縁部の方向の急激な変化(4)により、隣接の前記ストラットが変形を開始する点が画定されるように形作られており、前記ストラットの前記変形は、負荷がかけられた状態で前記点で生ずる応力集中の結果として生ずるものである。方向の急激な変化は、開口部によりスリーブに画定された開口部付き領域の各軸線方向端部に実質的に相当する位置で生ずる。画定された応力集中点は、アンカーの設置時の「潰れ」を容易にするスリーブの収縮に対する特性を決定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 組積造用アンカー 本発明は、拡開タイプの基礎用ないしは組積造用のアンカー(masonry anchor )に関し、より詳細には、かかるアンカーに使用するための拡開スリーブに関す る。 従来の拡開タイプの組積作用アンカーは、スリットを有する、金属で形成され ている筒状の拡開スリーブから成り、前記スリットは、スリーブの内端部(inne r end:アンカー埋込み時に最深側となる端部)すなわち前端部(forward end: アンカー埋込み時に前側となる端部)から、スリーブに円周方向に間隔を空けて 設けられた開口部まで、長手方向に延びている。スリーブはボルトの軸部を覆う ようにして取り付けられており、このボルトの軸部の前端部には、スリーブの内 径よりも大きな外径を有する円錐形要素が設けられている。使用時、このアンカ ーがドリルで基礎ないしは組積造に空けられた円筒形の空洞部の中に差し込まれ てから、ボルトを締め付けることで、円錐形要素をスリーブの内端部分に引き入 れる。この動作で、スリーブの内端部分は、外方に向かって拡開し、穴の円筒壁 面に堅固に定着される。 上記タイプの組積造用アンカーは、本願出願人のオーストラリア特許第559 285号(18191/83)明細書において詳しく説明されている。この以前 の特許明細書で説明されている構造においては、拡開スリーブに周方向に間隔を あけて形成された開口部は、端部が丸くされた矩形形状であり、各開口部の長軸 は、スリーブの軸平面に対して鋭角に延びている。この角度は一般的に軸平面に 対して約20°〜45°の間である。開口部の形状は、ボルトを締め付けている 最に拡開スリーブの軸線方向収縮を起こすようなものとされている。軸線方向長 さの収縮は、スリーブの後端部ないしは外端部を内端部ないしは前端部に向けて 移動させる周方向に間隔のあいた開口部の変形によって、引き起こされる。この 拡開スリーブの軸線方向収縮は「潰れ(pull-down)」と呼ばれる。この潰れ特 性を組み込んだ一つの理由は、例えば少し曲がった構成要素をクランプするとき 存在する可能性がある、クランプされる対象物と組積造の表面との間の間隙を取 り除くことを可能とするためである。もう一つの理由は、アンカーの最終の締付 けが、スリーブの圧縮ではなく、構成要素と組積造の表面との間の高い圧縮ある いはクランプ力に転換され得るためである。構成要素と組積造の表面との間の高 い圧縮あるいはクランプ力は、構成要素が反復される負荷に曝される場合、特に 重要である。 本願発明者らは、このタイプの組積造用アンカーを実施する中で行った綿密な 調査の結果として、アンカーの最終取付トルクよりかなり低いトルク、特に最終 トルクの30〜50%で起こることが、潰れ、即ち拡開スリーブの軸線方向収縮 にとって有利であるということを見出した。この効果をもたらす形状の場合、与 えられたトルクの最初の部分は、スリーブの内端部内に円錐形拡開要素を引き入 れように働き、スリーブを拡開させ、穴の中にアンカーを設置する。その後に更 に与えられたトルクにより、スリーブの軸線方向の収縮による潰れが起こり、構 成要素は、組積造の表面にきっちりと噛み合うように引き込まれ、それから、ボ ルトに高い軸線方向負荷を作り出すために、残りの50%あるいはそれ以上のト ルクが使用されて、該トルクは、構成要素と組積造の表面との間の圧縮負荷に直 接転換され、スリーブの更になる軸線方向収縮により、該トルクが受け入れられ る。該軸線方向収縮は、比較的小さいが、構成要素を引き下げるために起こった 収縮より非常に低い。 本願出願人の前記の特許明細書に記載されたスリーブの形態は、効果的な潰れ 特性を有してはいるが、場合によっては、スリーブの軸線方向収縮の結果として 生ずる潰れは、かけられたトルクが十分にその範囲の上部に達するまで起こらな い可能性がある。特に、このタイプのアンカーは、広範囲のサイズで製造され、 またアンカーのそのサイズ範囲に対して、拡開スリーブの直径の範囲は、数ミリ から20ミリあるいはそれ以上に及んでいる。実際上、設計段階で、想定される 負荷と、それにより想定される潰れが起こると思われるトルクと、また可能な最 大限の潰れの長さを正確に決定することが困難であることが立証された。またこ のタイプの情報が正確であると経験的に断定することは、該範囲内で生産されて いる各サイズとタイプのスリーブの広範な試験によってのみ可能である。 そこで、本願発明者らは、スリーブに周方向に間隔を空けて形成されている開 口部の形状を改善することで、設計段階で、より容易に予測可能で且つ決定可能 であるばかりでなく、アンカーに与えられる可能性がある全トルクの範囲内のや や低いところで潰れ特性を起こすことが可能である潰れ特性を有するスリーブを 設計することができることを見いだした。 本発明によれば、組積造用アンカーのための拡開スリーブであって、両端部間 の中間部に、周方向に間隔をおいて設けられた複数の開口部と、それぞれ一方の 端部から前記開口部の対応するものまで長手方向に延びる複数のスリットと、を 有し、前記開口部は、隣合う前記開口部間にランド部が画定されるように形作ら れ、前記ランド部は、矩形であり且つ鋭角で当該スリーブの軸平面に対して傾斜 している軸線を有し、前記ランド部の各々は、スリーブにかかる軸線方向の負荷 の結果として変形するように働くストラットを形成し、もってスリーブの軸線方 向の長さが収縮するようになっており、前記開口部の各々は、該開口部の縁部の 方向の急激な変化により、隣接の前記ストラットが変形を開始する点が画定され るように形作られており、前記ストラットの前記変形は、負荷がかけられた状態 で前記点で生ずる応力集中の結果として生ずるものであり、方向の急激な変化は 、前記開口部により当該スリーブに画定された開口部付き領域の各軸線方向端部 に実質的に相当する位置で生ずるようになっている、拡開スリーブが提供される 。 また、本発明によれば、組積造用アンカーのための拡開スリーブであって、両 端部間の中間部に、周方向に間隔をおいて設けられた複数の開口部と、それぞれ 一方の端部から前記開口部の対応するものまで長手方向に延びる複数のスリット と、を有し、前記開口部は、隣合う前記開口部間にランド部が画定されるように 形作られ、前記ランド部は、矩形であり且つ鋭角で当該スリーブの軸平面に対し て傾斜している軸線を有し、前記ランド部の各々は、スリーブにかかる軸線方向 の負荷の結果として変形するように働くストラットを形成し、もってスリーブの 軸線方向の長さが収縮するようになっており、前記開口部は、各ストラットに対 して、該ストラットが変形を開始する点であって、該ストラットの各端部での点 を画定するように形作られ、前記変形は、負荷がかけられた状態で前記点で生ず る応力集中の結果として生ずるものであり、前記点の各々は、前記開口部により 当該スリーブに画定された開口部付き領域の隣接の軸線方向端部の近傍にある、 拡開スリーブが提供される。 使用する場合、ストラットの変形が開始されると、ストラットの傾斜は徐々に 増加し、該傾斜により、周方向に間隔があけられた開口部の外側のスリーブの部 分は、開口部の内側のスリーブの部分に対して回転して、該部分に向けてほぼ螺 旋状経路に沿って移動する。 開口部は直線状の形状、例えば、平行四辺形のような三辺形状又は四辺形状と して形成される形状とすることができ、その形状においては、応力集中点を画定 する方向の急激な変化がコーナー部の点となる。或はまた、開口部は湾曲形状と することができ、その輪郭の互いに正反対の部分は、当該部分で応力集中を起こ すのに十分に小さな半径となる。 本発明のもう一つの態様によれば、ボルトの軸部に取り付けられてる上記の拡 開スリーブと、ボルトの軸部の内端部に取り付けられた拡開要具とから成る組積 造用のアンカーが提供される。拡開要素は、アンカー設置時にスリーブの内端部 分内に引かれた場合に、スリーブの内端部分を外方に拡開するよう、ほぼ円錐形 である。 開口部の形状は、アンカーの定着が生ずべき所定のトルク負荷よりも相当に小 さなトルク負荷でスリーブの軸線方向収縮を生じるようにストラットが変形され るような形状となっていることが有効である。ストラットが変形を開始するるよ うにようになっていることである。本発明の好ましい実施形態では、その形状は 、スリーブの軸線方向収縮を起こすストラットの変形が、前記の所定のトルク負 荷の約30〜50%で起こるような形状となっている。 以下、単に例示としての発明の実施形態について、添付図面を参照して説明す る。 図1は、本発明の好ましい実施形態に基づく組積造用アンカーの斜視図である 。 図2は、図1で示されているアンカーの拡開スリーブの側面図である。 図3は、図2で示されたスリーブの拡大図である。 図4のa〜cは、それぞれ、非収縮状態、部分的収縮状態と完全な収縮状態の スリーブを示す斜視図である。 図5は、比較を目的としたオーストリア特許第559285号明細書に記載の スリーブの拡大図である。 図6〜図8は、本発明に基づくもう一つの実施形態の拡大図である。 本発明の好ましい実施形態に基づくアンカーは、内端部に円錐形拡開要素2を 有するボルトと、ボルトの軸部に取り付けられ円錐形要素2の外側に配置される 金属製の拡開スリーブ4とから成り、円錐形膨張要素2の最大直径は、拡開要素 2がスリーブの内端部に向かって引き込まれた場合にスリーブの内端部を径方向 外方に拡開させるために、スリーブ4の内径より小さい。スリーブ4の拡開は、 スリーブの長手方向における中間部にて円周方向に間隔を置いて設けられた複数 の開口部6と、各開口部からスリーブの内端部に延びている長手方向のスリット 8との協働により可能となる。このスリットにより、スリーブ4の内端部分は複 数のセグメント10に分割され、これらのセグメント10は、円錐形拡開要素2 がスリーブ4の内端部に引き入れられると、外方に移動される。スリーブ4は、 筒形の曲げられた金属帯板から形成されており、図1と図4に示すように、スリ ットの一つは折り曲げられた帯板の対向する1対の縁部で画定されている。その スリットは、製造を容易にするために、関連する開口部6を越えてスリーブの外 端部まで外側に連続しているが、その部分以外は、開口部6の外端部とスリーブ の外端部の間のスリーブの領域12が連続している。ボルトは、その外端部でナ ット14を支持するスタッド型(図のとおり)とすることができるが、その場合 、円錐形拡開要素2はボルトの軸部と一体である。或はまた、ボルトは、その外 端部で六角形の頭部又は他の頭部を有するものでもよく、その場合には、拡開要 素2は軸部の内端部に螺着される。何れの場合も、ボルト頭部あるいはナットを 回すと、前記で説明したとおり、穴の中にアンカーを設置すべく、拡開要素2が 拡開スリーブ4内に引き入れられる。 上述したように、本発明は、スリーブ4に円周方向に間隔をあけて設けられた 開口部6の形状と形態に関するものであり、以下、更に詳しく説明する。 図3に示すように、各開口部6は矩形であり、当該開口部の長軸はスリーブの 軸平面に対して傾斜している。隣合う開口部の各対はランド部で仕切られており 、このランド部はストラット14を形成している。ストラット14は、スリーブ の軸平面に対して鋭角、好ましくは20°〜45°で傾斜している。図3の展開 した形態において、ストラット14は互いに平行である。ストラット14は、開 口部6の軸線方向外側にあるスリーブの領域12と、開口部6の軸線方向内側に ある領域16との間を効果的に連結している。各ストラット14は、アンカーを 設置するのに必要な回転の方向を勘酌して、ストラットの外端部がストラットの 内端部を誘導するように傾斜している。スリーブの長さの軸線方向収縮は、一連 のストラット14の変形の結果として起こり、この変形により、各ストラットの 傾斜は徐々に増加し、ストラット14の軸線方向外側のスリーブ部分(即ちスリ ーブの領域12)は、ストラット14の軸線方向内側のスリーブ部分(即ちスリ ーブの領域16)に対して回転する。この動作は図4のa〜cに示されている。 なお、図4のaは収縮前のスリーブを示し、図4のcは完全に収縮した状態を示 し、図4のbは中間の形態を示している。収縮中にストラット14が徐々に増加 する傾斜の様子は、この三つの図において明確に見ることができる。 アンカーの最大トルク負荷が生ずる相当前にスリーブの軸線方向収縮を起こす ために、言い替えれば、前記の最大トルク負荷の30〜50%の範囲内にあると きにスリーブの収縮を起こすために、適切なストラットの長さを定めることが必 要である。しかしながら、スリーブの所定長さに対しては、実際には、ストラッ トを画定している開口部を含む領域18の最大長さがある。一方で、開口部付き 領域の外端部とスリーブの外端部との間の距離は、アンカーが設置されたとき、 アンカーの剪断強度を最大限にするために、剪断面(組積造の外面とクランプさ れる構成要素の内面との間の係合面に一致する面)が開口部付き領域と外端部と の間のスリーブの中実部分(領域12)の範囲内に確実に存するのに十分でなけ ればならない。開口部付き領域が外端部の近くまで延びている場合は、剪断面は 開口部を横切り、ボルトによってのみ剪断は対抗され、ボルトとスリーブの結合 の効果によっては該剪断は対抗されない。他方では、開口部付き領域の外端部と スリーブの内端部との間の距離に関しては、比較的狭い選択幅しかない。この距 離は、スリーブの横断する剛性、言い替えればスリーブの径方向の拡開に抗する 耐久性に影響を与える。一方で、スリーブの直径を大きくしないで、手あるいは 機械の何れかの、アンカーの組立ができるようにするために十分な剛性がなけれ ばならないが、他方で、スリーブの剛性は、穴内の適所に配置したとき、アンカ ーの簡単な設置を妨げるほど大き過ぎてはならない。また、開口部付き領域の内 端部とスリーブの内端部との間の距離は、アンカーが完全に設置された状態で、 円錐形要素が開口部付き領域に入り込まないようにするのに十分な大きさでなけ ればならない。 開口部付き領域18の所定長さに対して、開口部を適切な形にすることでスト ラットの長さを最大限にすることができることを、本願発明者らは見いだした。 本願発明者らは、ストラットが変形したとき、変形が始まる臨界点が、ストラッ トの後縁(及ぼされるトルクの方向における後側の縁部)でのストラット外端部 分の点、及び、この点に対して正反対の点、即ちストラットの前縁(及ぼされる トルクの方向における前側の縁部)でのストラット内端部分の点である、という ことを見いだした。開口部がかなりの程度に丸みを帯びて形成されている前記オ ーストラリア特許明細書に開示された構造において、本願発明者らは、変形の発 生が開始される互いに正反対の点が、図5(本願出願人の以前の特許発明による スリーブを示す)におけるxとyでマークされている開口部の直線状部分の端点 であり、またこれらの点の間の軸線方向の距離が効果的なストラット長さを決定 するということを見いだした。更に、本願発明者らは、変形が開始される点の実 際の位置がスリーブの寸法範囲の全体にわたり変化し、この事実が、ストラット の変形とその後のスリーブの軸線方向収縮が起こる力の決定における予見不能性 を説明しているということを見いだした。本願発明者らは、互いに正反対の位置 にて開口部の縁部の向きが急激に変化することができるよう開口部を形作ること で、これらの影響を克服した。かかる位置で、この急激な向きの変化は応力集中 を生じさせ、これにより、その位置でストラットの変形が開始される。従って、 ストラットの変形が開始される互いに正反対の実際の点は、開口部の形状の結果 として正確に決定され、このことから、設計段階で、かなりの精度で、軸線方向 収縮が開始されるトルクを決定することができる。 以前の特許発明のスリーブにおいて圧潰が開始されるxとyを示している図5 から、開口部の外端部からかなり離れた点で変形が開始されることと、また従っ て効果的なストラットの長さが、開口部同士の間で画定されているランド部の実 際の長さよりかなり小さいこととが明確に分かるであろう。有効ストラット長の この短かさが、以前の設計で、トルクが十分かけられるまで軸線方向の収縮が起 こらなかった理由の一つである。 本発明の好ましい実施形態において、開口部の輪郭の縁の方向で急激な変化が 起こる点であって、変形が開始される点を決定する点は、開口部付き領域18の 所定長さに対する有効ストラット長を最大にするために、開口部の軸線方向の先 端にほぼ位置決めされている。図1〜図4の実施形態に示すように、各開口部6 は平行四辺形であり、これにより、輪郭の方向での急激な変化は、外側コーナー と、正反対の内側コーナーとで生じ、これらのコーナーは、マークしている如く 、2つの隣合う開口部間で画成されるストラットの変形開始点x,yを決定する 。このように形成された変形開始点は、開口部6により画定されている開口部付 き領域18の互いに対向する軸線方向端部の近傍にあることは、理解されよう。 また、実際には、一の開口部の隣合う側部間で画定されているコーナーが鋭くな く、少し丸みを帯びているが、この丸みが、開口部の縁部の方向が急激に変化す る領域を示すものと見なすことができるコーナー部分での応力の集中を妨げない ことが、理解されよう。 図1〜図4に示す実施形態において、開口部6は直線形であるが、開口部6が 直線形であることが本発明にとって必ずしも必要不可欠ではなく、ストラットの 変形が始まる応力集中点を作り出すために、互いに正反対の点の位置で、開口部 の縁の方向で急激に変化することのできる他の形態も採用することができる。他 の可能な形態の例としては図6〜図8に示されており、二つの開口部の間で画定 されているストラットに対する応力の集中が起こる点がxとyのマークを付けて 図示されている。これらの変形態様のそれぞれにおいては、ストラットの有効長 を最長にするために、変形が開始される開始点が、開口部により画定されている 開口部付き領域18の軸線方向端部のそれぞれの近傍にあることが分かるであろ う。 これらの実施形態は、一例としてのみ説明されたものであり、本発明の範囲内 で、その変形は可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),UA(AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM ),AL,AM,AT,AU,AZ,BB,BG,BR ,BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE, ES,FI,GB,GE,HU,IS,JP,KE,K G,KP,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US ,UZ,VN 【要約の続き】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.組積造用アンカーのための拡開スリーブにおいて、 両端部間の中間部に、周方向に間隔をおいて設けられた複数の開口部と、 それぞれ一方の端部から前記開口部の対応するものまで長手方向に延びる複数 のスリットと、 を有し、 前記開口部は、隣合う前記開口部間にランド部が画定されるように形作られ、 前記ランド部は、矩形であり且つ鋭角で当該スリーブの軸平面に対して傾斜し ている軸線を有し、 前記ランド部の各々は、スリーブにかかる軸線方向の負荷の結果として変形す るように働くストラットを形成し、もってスリーブの軸線方向の長さが収縮する ようになっており、 前記開口部の各々は、該開口部の縁部の方向の急激な変化により、隣接の前記 ストラットが変形を開始する点が画定されるように形作られており、前記ストラ ットの前記変形は、負荷がかけられた状態で前記点で生ずる応力集中の結果とし て生ずるものであり、方向の急激な変化は、前記開口部により当該スリーブに画 定された開口部付き領域の各軸線方向端部に実質的に相当する位置で生ずるよう になっている、 ことを特徴とする拡開スリーブ。 2.組積造用アンカーのための拡開スリーブにおいて、 両端部間の中間部に、周方向に間隔をおいて設けられた複数の開口部と、 それぞれ一方の端部から前記開口部の対応するものまで長手方向に延びる複数 のスリットと、 を有し、 前記開口部は、隣合う前記開口部間にランド部が画定されるように形作られ、 前記ランド部は、矩形であり且つ鋭角で当該スリーブの軸平面に対して傾斜し ている軸線を有し、 前記ランド部の各々は、スリーブにかかる軸線方向の負荷の結果として変形す るように働くストラットを形成し、もってスリーブの軸線方向の長さが収縮する ようになっており、 前記開口部は、各ストラットに対して、該ストラットが変形を開始する点であ って、該ストラットの各端部での点を画定するように形作られ、前記変形は、負 荷がかけられた状態で前記点で生ずる応力集中の結果として生ずるものであり、 前記点の各々は、前記開口部により当該スリーブに画定された開口部付き領域 の隣接の軸線方向端部の近傍にある、 ことを特徴とする拡開スリーブ。 3.各ストラットは互いに対向する側部を備え、対応の応力集中の点が、一方の 側部上であって、該ストラットの一方の端部にあり、且つ、他方の側部上であっ って、該ストラットの他方の端部にある、請求項1又は2に記載のスリーブ。 4.前記ストラットの前記一方の端部は、実質的に、アンカーを設置するための 回転方向において、該ストラットの前記他方の端部を導き、前記一方の側部は、 実質的に、アンカーにトルクをかけることにより該アンカーを設置するための回 転方向において、他方の側部を引っ張る、請求項3に記載のスリーブ。 5.前記開口部は、実質的に直線状の側部を有する閉じられた形状により画定さ れており、応力集中点を画定する方向の急激な変化が、対応の開口部のコーナー 部で起こる、請求項1〜4のいずれか1項に記載のスリーブ。 6.前記形状が平行四辺形であり、応力集中点が前記開口部の互いに正反対のコ ーナー部にある、請求項5に記載のスリーブ。 7.前記開口部が湾曲形状であり、その湾曲形状の互いに正反対の部分が、それ らの部分で応力集中を生じさせるよう、相当に小さな半径となっている、請求項 1〜4のいずれか1項に記載のスリーブ。 8.ボルトの軸部に取り付けられる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の拡開 スリーブと、前記ボルトの前記軸部の内端部に取り付けられた拡開要素と、 を備え、 前記拡開要素は、該拡開要素がアンカー設置の際に前記スリーブの内端部分内 に引き入れられた場合に、前記スリーブの前記内端部分を外方に拡開するよう略 円筒形となっている、組積造用のアンカー。 9.前記開口部の形状は、当該アンカーの定着が生ずべき所定のトルク負荷より も相当に小さなトルク負荷で、前記ストラットが前記スリーブの軸線方向収縮を 生ずるよう変形を開始するような形状である、請求項8に記載のアンカー。 10.前記開口部の前記形状は、スリーブの軸線方向収縮を起こすストラットの 変形が前記所定のトルク負荷の約30〜50%で生ずるような形状である、請求 項9に記載のアンカー。
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