JPS62141236A - 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る際に多用される
インサート器具に関するものである。

「従来の技術」 この種のインサート器具は、一般に、雌型部材として用
いるインサート本体と、雄型部材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ものが一般に広
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
物に対する錨着力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
り深く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、空調などの配管
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、間装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（
プラスデックキャップ）なとを設けている。

「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がある。

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難しく、コスト
高になり易いといった不満があり、また、これら環状の
リブや拡大頭部など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
樹脂製とすることら考えられるが、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恐れがある。

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、一応の解決をな
している。すなわち、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ができ
るとともに、所望の形状および色調にインサート本体を
虚罪づ一ト１＋Ｊ＋占イブ六・スナ、ａ）マ唱血スとこ
ろで、セラミックス製インサート本体は、前記のような
利点を有する反面、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が必要とされている。

しかしながら、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、その開発が要求されている。

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せたセラミックス製イン
サート器具を提供する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、購込物内に
埋設されるインサート本体と、このインサート本体に設
けられる挿入孔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ザート器具であって、前記インサー
ト本体の挿入孔を、インサート本体の長さ方向に沿って
貫通した状態で設け、かつ、該挿入孔の奥側の内周面に
、ボルトのおねじに螺合されるめねじを形成し、このめ
ねじの山数を、６〜２５山の範囲に設定するとともに、
前記めねじが形成された部分のインサート本体の外径を
、他の部分の外径よりも大きく設定し、しかも、このイ
ンサート本体の大径部分を、インサート本体の先端部に
向って外径が小径となるテーパ面に形成し、このテーパ
面の角度を、挿入孔の軸方向に対して１〜４５°の範囲
に設定したものである。

また、前記において、インサート本体全体をセラミック
スにより形成した場合には、インサート本体全体を、作
用する荷重に対して最も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。

一方、前記インサート本体を、その大径部分を構成する
本体部と、この本体部に同軸的に設けられボルトの挿入
孔を形成するための筒部とから構成し、これら本体部と
筒部とを、着脱自在にした場合には、圧縮力が作用する
本体部の埋設深さを、筒部を代えることによって、適宜
に変更することが可能となり、種々の厚さのコンクリー
ト構造物への適用性を向上することができる。

「作用　」 インサート本体のめねじは、挿入孔の奥側の内周面であ
って錨着力を得るための拡大頭部として機能する大径部
分に位置して設けられているため、通常の使用状態にお
ける荷重、すなわち、ボルトに引張力としての荷重が作
用すると、めねじを有するインサート本体外周のテーパ
面はくさび効果を発揮し、インサート本体全体には引張
力が圧縮力に変換した荷重が作用することとなる。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、大径部分のテーパ面に
よって一様に荷重が受けられ、インサート本体の錨着力
（定着力）が強まり、特に、このテーパ面の角度がｌ〜
４５°の範囲にあるため、大径部分の上端で引張応力に
よる応力の集中を防止し得て、該テーパ面に圧縮力とし
ての荷重を受ける作用を発揮さけることができるもので
ある。

したかって、インサート本体全体に圧縮力を作用させろ
ことを達成し得て、インサート本体とボルトとの結合部
の耐力が良好なものとなる。また、ボルトとの−ねじ山
のはめ合い数を６山〜２５山としたことと相まって、イ
ンサート本体の製造、特にラバープレス等の製造技術に
対する適用性を向上することができる。

「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ｌは雌型部材
として用いるインサート本体であり、このインサート本
体１は、セラミックスによって全体か所望の横断面形状
（図示例では円環状であるが、他の形状であっても良い
）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１の長さ方向（軸方向）に
貫通１−だ状態に設けられており、また、この挿入孔２
の奥側の内周面には、ボルトのおねじに螺合されるめね
じ２ａが形成され、かっこのめねじ２ａのねじ山の数は
６山〜２５山の範囲に設定されている。

このめねじ２ａのねじ山の数を６〜２５山としたのは、
最小はめ合い山数と、ボルトの嵌め合い長が大きくなり
過ぎ、ラバープレス等での成形が困難になることからで
あり、この範囲（すなわちねじ山数６〜２５山の範囲）
内において、耐力は十分であり、極めて寸法精度の良い
インサート本体Ｉを得ることができるためである。

一方、前記インサート本体ｌのめねじ２ａが形成された
部分１ａの外径り、は、他の部分（インサート本体ｌの
下半部分）ｌｂの外径り、よりも大きく設定されており
、しかも、このインサートｌの大径部分１ａは、インサ
ート本体ｌの先端部（第１図下部）に向って外径が小径
となるテーパ面３に形成され、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°の範囲に設定されている。

ここで、テーパ面３の角度θを１〜４５°の範囲とした
のは、ｌｏ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るからであ
る。また、４５°以上とすると、大径部分１ａ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、かつ、ラバープレス等の製造時におい
て、セラミックス粒子を密に詰めるこへかできなくなる
おそれがあるからで、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ためである。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。

また、ねじ山の高さＴ、とインサート本体！の大径部分
１ａの厚さＴ、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１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。

’ｒｔ＝Ｉ３Ｘ’ｒｌ　　　　　　・・（１）ここで、
Ｂは比例定数で、４〜５の範囲に設定されろものである
。

すなわち、前記（１）式から明らかなように、インサー
ト本体１の厚さＴ２は、ねじ山の高さＴ。

の４〜５倍あることが望ましく、これらの関係と大径部
分の長さし、および直径Ｄ１との関連において、前記テ
ーパ面３の角度が細かく設定されるものである。

また、前記大径部分１ａの下端に連続する他の部分１ｂ
は、均一な肉厚の円筒状に形成され、この部分の長さり
、は、インサート本体Ｉ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を構成するセラミックスを
、その製造段階において所望の色に着色して製造すると
、インサート器具を使い分ける場合にプラスチックカラ
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ｌの挿入孔
２を覆うプラスチック製のキャップを示しており、実施
例では大径部分１ａの上面に嵌め込まれている。

また、前記実施例では、インサート本体１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せるために
、インサート本体ｌの大径部分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ら良い。

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図などに示すように、インサート本体Ｉを成形する
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
。そして、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／ｃｍ’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）−’ＦＮ　　Ｉ　　Ｐ　　？ｒ　　Ｊ’　　Ｌ−病
÷　ｌ　　　ｈ　　ｌ　　’／　　４ト　　　　Ｌ、　
　＊　　７士　ｌ　　ａ＜　ＴＧＳ　　ｒｙｅされる。

このインサート本体１の製造は、モールド内にボルトを
挿入した状聾で粉体を充填し、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°の範囲の角度に設定され、めねじ２ａのねじ山
の数が、６山〜２５山の範囲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
生じるおそれかなく、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１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ろ。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
密に嵌合する固定陰なと゛木パリ机−ピ因宇１プ十；い
アｈλ久ノ゛ノ什−ｋ　中（ｋ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（１カ造物
内にインサート本体１か埋設される乙のてめろ。

なお、二のインサート本体！を予め所望の色に着色した
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、設備をつける場合に、色をみてボルト２
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の大径部分１ａをねし穴付きの逆円錐台状として
この部分にボルトを結合する構成とされているので、ボ
ルトが例えば吊りポ′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、
大径部分１ａの外周面（テーパ面）３により一様に荷重
が受けられ、いわゆるクサビ効果が発揮され、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、この
状態において、テーパ面３には、その角度θが１〜４５
°に設定されているので、上部での耐力の低下を防止し
得て、テーパ面３の途中でクラツクなとか生じるのか防
Ｉ卜されろ。

一方、前記状態においては、前記テーパ面３９作用によ
り、ボルトが抜き出し方向に強く引か、シー。

るほど、インサート本体１の錨着力が強くなる。

また、前記圧縮力に対しては、セラミック製てゴうるイ
ンサート本体１は充分な耐力を発揮し、インサート本体
１の耐力を増大し得て、ボルト２の引張力の増大に対す
る適用性を向」ニすることができる。

なお、インサート本体ｌは鉄などの金属に比へて相当に
軽量であり、さらにインサート本体１′Ｉ）内部が中空
の筒状となっているので全体としては極めて軽量化を図
ることができる。

また、第４図は本発明の第２実施例を示ずムので、この
インサート本体１０は、外周面全面を、めねじ２ａが形
成された上部の大径部分１０ａから下部１０ｂまでを、
下端に向かうに従って小径となる連続したテーパ面ｌｌ
としたものであり、テーパー付きならいかなる形状１と
することも可能であり、本形状に限定されるものではな
い。

なお、該実施例にあっても、テーパ面１１の角度θおよ
びめねし２ａのねじ山数等の必須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１０を長く形成した分、
一層幅着力を高めることができる等の効果がある。

第５図は本発明の第３実施例を示すしので、該インサー
ト本体１５は、内周面にめねじ２ａが形成されかつ外周
面に下端に向かうに従って小径となるテーパ面１６が形
成された本体部１７と、この本体部１７に同軸的に設け
られボルトの挿入孔２を形成する筒部１８とから構成し
た基本構成となっている。

そして、前記本体部１７は、第１図などに示した大径部
分を構成するもので、その下端には嵌合い筒部１９か一
体に重設されている。また、前記筒部１８は、合成樹脂
（材質は限定しない）などによって、ＯＮ　３２本体部
１７の外周に嵌まり合う大きさの円筒状に形成され、本
体部１７に対して前説自在に＋１がなお、このようにイ
ンサート本体１５を２つに構成した場合には、筒部１８
を代えることによって、コンクリート構造物内の埋設深
さを適宜変更することができるといった利点がある。

また、第６図は本発明の第４実施例を示すも二つで、こ
のインサート本体２０も、基本的には、内周面にめねじ
２ａが形成されかつ外周面に下端に向かうに従って小径
となるテーパ面２１が形成された本体部２２と、この本
体部２２に同軸的に設けられボルトの挿入孔２を形成す
る筒部２３とから構成されている。

しかし、本実施例では、前記本体部２２の下端内周面に
嵌合１Ｍ２４が形成され、この嵌合！ｆ＃２４に筒部２
３が嵌め込まれている。この筒部２３は、合成樹脂（材
質は限定しない）により、円筒状に形成され、その外周
面に本体部２２の下端に接ずろフランツ部２５が突設さ
れている。　なお、本実施例にあっても、第５図などに
示した実施例と同様の作用動産を持つらのである。

ｖノ下、第１表を参Ｉ６シて、インサート本体ｌの耐力
について、実験を行。１こ結果について説明する。

実験は、第７図に示す装置を使用して行った。

この装置は、コンクリート構造物Ｃ内に埋設されたイン
サート本体！に螺合されたおねじ付きのテンノヨンバー
３０を、ラムヂエア３３上のジヤツキ３１により引っ張
るもので、ジヤツキ３Ｉ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１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。

Ｐｍａｘ＝Ｆａｃｋ・ｙｒ・（１・ｃ（１＋Ｄ）　　　
−−（２）σｃｋ＝　２６４　ｋｇ／　ｃｍ’ ここで、Ｐ　ｍａｘは破壊荷重、Ｑ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・σｓｙ”Ａ４９３０ｋｇ　　・・（３）こ
こで、Ｐは鋼材の降伏耐力、σｓｙ＝　２４００ｋｇ／
ｃｍ２、Ａ＝　０　、５８ｃｍ２（ボルト断面積）とし
て計算した。

第１表 第１表において、Ｎｏｔは前記第１実施例に示したイン
サート本体！の結果を、またＮＯ２は第２実施例で示し
たインサート本体１０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
荷重が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８図は第１図の実施例に示すインサート本体ｌ
を実験した結果を示すしので、インサート本体ｌ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か作
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によれば、インサート本体の
挿入孔を、インサート本体の長さ方向に会 沿って貫通した状態で設け、かつ、該挿入孔の奥側の内
周面に、ボルトのおねじに螺合されるめねしを形成し、
このめねじの山数を、６〜２５山の範囲に設定し、一方
、前記めねじが形成された部分のインサート本体の外径
を、他の部分の外径より乙大きく設定し、しかも、この
インサート本体の大径部分を、インサート本体の先端部
に向って外径か小径となるテーパ而に形成するとともに
、このテーバ而の角度を、押入孔の軸方向に対して１〜
４５°の範囲に設定したので、次のような種々の優れた
効果を奏することができる。

（ａ）セラミックス製インサート器具の実用化に対する
適用性を向上し得て、その耐力の向上を図ることができ
る。また、着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が可能となる。

（ｂ）インサート本体に作用ずろ荷重をテーパ而によっ
て圧縮力として一様に受けることを達成し構成としてい
るから、ボルトが抜は出し方向に強く引かれるほど、錨
着力が強まる。

（Ｃ）ラバープレス等の製造方法に対する適用性を向上
することができ、その製造を容易にすることができる。

（ｄ）前記において、インサート本体全体をセラミック
スにより形成した場合には、インサート本体全体を、作
用する荷重に対して最も適合した形状に形成することが
できろとともに、耐熱性に対する適用性を向上すること
ができる。

（ｅ）インサート本体を、その大径部分を構成する本体
部と、この本体部に着脱自在に設けられる筒部とから構
成した場合には、圧縮力が作用する本体部の埋設深さを
、筒部を代えることによって、適宜に変更することを可
能とすることができ、種々の厚さのコンクリート構造物
への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実施例をチオｔ１の
で、笛ＩＭけンン廿−ト尺旦め上断面Ｍ第２図はその平
面図、第３図は第１図鎖線ｍ内部の拡大断面図、第・を
図は本発明の第２実施例を示す半断面図、第５図は本発
明の第３実施例を示す半断面図、第６図は本発明の第４
実施例を示す半断面図、第７図は実験装置を説明するた
めに示した装置の正面図、第８図は作用説明図である。 １．１０，１５．２０・・インサート本体、１ａ・・大
径部分、■ｂ・・池の部分、２・・挿入孔、２ａ・・め
ねじ、３．１１．１６．２１・・テーパ面、５・・キャ
ップ、Ｐ・・ピッチ、Ｄ、・・大径部分の外径、Ｄ、・
・池の部分の外径、θ・・テーパ面の角度、Ｔ、・・ね
じ山の高さ、第２・・厚み、１７．２２・・本体部、１
８．２３・・筒部、３３・・ラムヂエア、Ｃ・・構造物
。 第５図　　　　　　　第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）構造物内に埋設されるインサート本体と、このイ
   ンサート本体に設けられる挿入孔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の挿入孔は、インサート本体の
   長さ方向に沿って貫通した状態で設けられ、かつ、該挿
   入孔の奥側の内周面には、ボルトのおねじに螺合される
   めねじが形成され、このめねじのねじ山数は、６山〜２
   ５山の範囲に設定され、一方、前記めねじが形成された
   部分のインサート本体の端部外径は、他の部分の外径よ
   りも大きく大径部分が設定されており、しかも、このイ
   ンサート本体の大径部分は、インサート本体の先端部に
   向って外径が小径となるテーパ面に形成され、このテー
   パ面の角度は、挿入孔の軸方向に対して１〜４５°の範
   囲に設定されていることを特徴とするインサート器具。
2. （２）前記インサート本体全体がセラミックスらしくは
   着色されたセラミックスにより形成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のインサート器具
   。
3. （３）前記インサート本体は、内周面にめねじが形成さ
   れかつ外周面がテーパ面となった大径部分を構成する本
   体部と、この本体部に同軸的に設けられボルトの挿入孔
   を形成するための筒部とからなり、これら本体部と筒部
   とは、着脱自在に構成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のインサート器具。