JP6047382B2 - アンカーおよびアンカー施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート建築物や構造物など各種躯体に取り付けられるアンカー、および、そのアンカーの施工方法に関する。

コンクリート建築物などにおいて既設の天井構造物に、空気調和機や照明器具、各種配管などの吊り下げ物を取り付ける場合、その吊り下げ物を支持するためのアンカーが天井構造物に固定される。また、このようなアンカーは、天井構造物に限られず、壁面や床面などに固定されることもある。従来、この種のアンカーとして、例えば特許文献１および２に記載されたものが知られている。

例えば特許文献１のアンカーは、鉄筋の先端部にかしめ一体化され、先端から軸方向に沿って延びる複数本のスリットが設けられた拡張スリーブと、この拡張スリーブの先端部に小径端部が圧入された円錐台状のコーンナットとを備えたものである。このアンカーの施工は、アンカーをコーンナット側からコンクリート孔に差し込み、コーンナットの先端が孔の底部に当接した状態で鉄筋をハンマーなどで打ち込むことにより行う。この打ち込みにより、コーンナットが拡張スリーブ内に圧入され、この圧入に伴い拡張スリーブの先端部がコーンナットのテーパ面に沿って径方向外側に拡張し、コンクリート孔の内壁を押圧するので、アンカーが躯体に固定される。

また特許文献２のアンカーは、コンクリート孔内に圧入固定されるアンカーソケットと、該アンカーソケットの一端部開口から螺入するアンカーボルトとを備えている。アンカーソケットの他端部には、スリットが形成されている。またアンカーボルトの軸部の先端部には、アンカーソケットの他端部の内周面に圧入して該他端部を拡張させるヘッドが一体的に設けられている。このアンカーの施工は、アンカーソケットを他端部からコンクリート孔に先に差し込んでおき、その状態でアンカーボルトをアンカーソケットの一端部開口から螺入していく。アンカーボルトの螺入により、アンカーボルトの先端部に設けられたヘッドがアンカーソケットの他端部を拡張させることにより、アンカーが躯体に固定される。

特開平１０−２３１５８３号公報 特開平１０−１１０４７５号公報

しかしながら、上記特許文献１のようなアンカーは、天井構造物に固定するためのアンカーとしては適さない。なぜなら、特許文献１のアンカーは、天井構造物に吊設される鉄筋と、拡張スリーブの先端部に圧入するコーンナットとが構造上分離しているため、例えば地震などにより天井構造物に大きな振動が作用すると、コーンナットが拡張スリーブの内側から離脱してしまい、鉄筋の先端部に一体化された拡張スリーブが天井構造物から落下する可能性があるからである。

また特許文献１のアンカーは、鉄筋をハンマーなどで打ち込むことによってコーンナットを拡張スリーブ内に圧入して施工するものであるため、施工作業中又は施工後においてアンカーが十分な強度で躯体に固定されているか否かを確認することが難しいという問題もある。

これに対し、上記特許文献２のアンカーは、アンカーボルトに対してアンカーソケットを拡張させるヘッドが一体的に設けられているので、アンカーボルトが抜け落ちることはない。そのため、特許文献２のアンカーは、特許文献１のアンカーのように天井構造物からアンカーが落下する可能性がなく、天井構造物にも取り付けることができる。

しかしながら、特許文献２のようなアンカーを施工する際には、まずコンクリート孔に対してアンカーソケットをハンマーなどで叩きながら圧入していき、アンカーソケットの挿入が終了すると、その後、アンカーソケットの一端部開口からアンカーボルトをスパナなどのツールを用いてねじ込んでいくことが必要となる。つまり、特許文献２のアンカー施工時には、ハンマーなどで叩く作業と、スパナなどのツールを用いてアンカーボルトをねじ込んでいく作業との２つの作業を行わなければならず、作業効率が悪いと問題がある。

また特許文献２のアンカーの場合にも、施工作業中又は施工後においてアンカーが十分な強度で躯体に固定されているか否かを確認することが難しいという問題もある。特にアンカーが天井構造物に施工された場合には、施工管理者がその施工後に床面から施工状態を点検しても施工不良のものを見つけ出すことが困難である。それ故、特許文献２のようなアンカーの場合は、作業者がアンカーボルトをねじ込んでいくときの回転トルクが一定値以上になることを条件として正常に施工が完了したことを把握せざるを得ないのが実情である。そして施工管理者が施工後に点検作業を行うときにも、施工されたアンカーを１つずつ、トルクレンチなどを用いて回転トルクが一定値以上であるか否かを点検していかなければならず、その作業負担が過大なものになると共に、その点検作業に多大な時間を要するという問題がある。

また施工現場によっては、天井構造物や壁面、床面などの躯体表面からボルトや異形鉄筋などを直接突出させた状態でアンカーを施工したいという要望もある。特許文献１のアンカーはそのような要望に応えられるものであるが、上述したように天井構造物への施工には適しておらず、また施工後の施工管理も難しいという問題があるため、好ましいものではない。また特許文献２のアンカーは、その施工後においてボルトや異形鉄筋などを直接突出させた状態となるものではない。つまり、特許文献２のアンカーは、その施工後にアンカーボルトの頭部に設けられた螺子孔に吊りボルトを別途装着しなければならないため、作業効率が悪く、好ましいものではない。

そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、作業効率に優れ、施工後には躯体表面からボルトや鉄筋などの軸部を直接突出させた状態で施工でき、しかも施工状態を簡単に確認できるようにして施工後の点検作業を効率良く行えるようにしたアンカーを提供すると共に、そのようなアンカーの施工方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、アンカーであって、雄螺子が形成された軸部を有し、該軸部の基端部にボルト頭部が設けられたアンカーボルトと、前記軸部の先端部に挿入可能な筒状体の先端部に、縦割り溝によって外方向に拡張するように形成された拡張部を有する拡張スリーブと、内側に前記軸部に形成された雄螺子と螺合する貫通螺子孔を有し、外径が前記軸部の軸方向に沿って漸次縮小し、小径端部が前記拡張スリーブの先端部に嵌入した状態で前記軸部の先端部に装着されるコーンナットと、を備え、前記アンカーボルトは、前記軸部が、前記ボルト頭部に接続される太軸部と、前記太軸部の先端部側に設けられ、前記太軸部と同軸で且つ前記太軸部より小径の細軸部とから成り、前記太軸部と前記細軸部との間に段差を有し、前記太軸部に第１の雄螺子が形成されると共に、前記細軸部に前記コーンナットと螺合する第２の雄螺子が形成され、前記太軸部における前記ボルト頭部の近傍位置に、前記ボルト頭部に対して所定値以上のトルクが作用した場合に破断する縮径した破断部が形成された構成であり、前記拡張スリーブは、前記軸部の前記細軸部に挿入可能で且つ前記段差と接触する内径を有しており、前記アンカーボルトは、前記拡張スリーブ及び前記コーンナットが装着された前記細軸部が埋入孔に挿入された状態で前記ボルト頭部が回転することに伴い、前記軸部を回転させて前記段差に接触した状態の前記拡張スリーブの内側に前記コーンナットを進入させることにより前記拡張部を外方向に拡張させると共に、前記ボルト頭部に対して所定値以上のトルクが作用した場合に前記破断部を破断させて前記ボルト頭部を前記太軸部から分離し、前記太軸部を前記埋入孔から所定長さ突出させた状態に施工することが可能であることを特徴としている。

上記構成を備えるアンカーは、天井構造物に施工される場合であっても、その天井構造物から落下する可能性がないため、その施工対象に何ら制約が生じない。またアンカーの施工が正常に完了すると、破断部が破断するため、ボルト頭部が取り除かれる。それ故、アンカーの施工状態を簡単に確認することができる。さらに破断部が破断した後には、太軸部の破断部よりも段差側の部分が施工された状態のままで残存するようになる。

また請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のアンカーにおいて、前記アンカーボルトが、前記細軸部の先端に軸中心を突出させた軸心突起を有することを特徴としている。

また請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載のアンカーにおいて、前記アンカーボルトは、前記軸部と前記ボルト頭部とが分離形成され、前記軸部の基端部に設けられた多角形の凹部に前記ボルト頭部を嵌入装着することによって前記軸部よりも縮径した前記破断部を形成することを特徴としている。このような構成によれば、破断部が破断した破断面から軸部が腐蝕することを防止することができる。尚、軸部の腐蝕を良好に防止するためには、例えばボルト頭部を耐腐食性のある材質（ステンレスや真鍮など）で形成しても良いし、また軸部の基端部に設けられる凹部に耐腐食性のある塗料などを予め塗布しておくようにしも良い。

また請求項４にかかる発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のアンカーを施工する方法であって、施工対象となる躯体に対して前記細軸部の長さよりも深い埋入孔を穿孔し、前記埋入孔に対して前記アンカーを先端部から挿入して前記太軸部が前記躯体の表面から所定長さ突出するように設置し、前記ボルト頭部を回転させていくことによって前記コーンナットを前記拡張スリーブの内側に進入させて前記拡張部を外方向に拡張させ、前記拡張部を前記埋入孔の内壁に係合させると共に、前記ボルト頭部を前記所定値以上のトルクで回転させることによって前記破断部を破断させ、前記アンカーから前記ボルト頭部を取り除くことにより、前記太軸部を前記埋入孔から所定長さ突出させることを特徴としている。

また請求項５にかかる発明は、請求項２に記載のアンカーを施工する方法であって、施工対象となる躯体に対して前記細軸部の長さよりも深い埋入孔を穿孔し、前記埋入孔に対して前記アンカーを先端部から挿入して前記軸心突起が前記埋入孔の底部中心を押圧する状態で前記太軸部が前記躯体の表面から所定長さ突出するように設置し、前記ボルト頭部を回転させていくことによって前記コーンナットを前記拡張スリーブの内側に進入させて前記拡張部を外方向に拡張させ、前記拡張部を前記埋入孔の内壁に係合させると共に、前記ボルト頭部を前記所定値以上のトルクで回転させることによって前記破断部を破断させ、前記アンカーから前記ボルト頭部を取り除くことにより、前記太軸部を前記埋入孔から所定長さ突出させることを特徴としている。

本発明によれば、作業効率に優れ、施工後には躯体の表面からボルトや鉄筋などの軸部を直接突出させた状態で施工でき、しかも施工状態を簡単に確認できるようになるので施工後の点検作業を効率良く行うことができるようになる。

アンカーを構成する各部材を分解して示す斜視図である。 アンカーの各部材を組み付けた状態を示す斜視図である。 アンカーの各部材を組み付けた状態で示す縦断面図である。 アンカーの施工手順において第１の施工過程を示す図である。 アンカーの施工手順において第２の施工過程を示す図である。 アンカーの施工手順において第３の施工過程を示す図である。 埋入孔の深さが図４乃至図６よりも深い場合のアンカーの施工例を示す図である。 アンカーボルトの軸部とボルト頭部とを分離形成する変形例を示す図である。 図８の更なる変形例を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下において参照する各図面では互いに共通する部材に同一符号を付しており、それらについての重複する説明は省略する。

図１は本発明の一実施形態であるアンカー１を構成する各部材を分解して示す斜視図であり、図２は、アンカー１の各部材を組み付けた状態を示す斜視図である。また図３は、アンカー１の各部材を組み付けた状態で示す縦断面図である。

本実施形態におけるアンカー１は、図１に示すように、アンカーボルト２と、拡張スリーブ３と、コーンナット４とを備えて構成される金属製のアンカーである。このアンカー１は、コンクリート建築物や構造物など各種躯体に取り付けられて固定されるためのものであり、天井構造物や壁面、床面の何れにも適用可能である。

アンカーボルト２は、ボルト頭部５と軸部６とを有しており、それらが互いに連結された構成である。ボルト頭部５は、スパナやインパクトレンチなどのツールを装着できるようにするため、例えば六角柱の形状に形成される。また軸部６は、その基端部がボルト頭部５の端面に接続されている。

アンカーボルト２の軸部６は、ボルト頭部５に接続される太軸部６ａと、その太軸部６ａの先端部側に設けられ、太軸部６ａと同軸で且つ太軸部６ａよりも小径の細軸部６ｂとを有し、それら太軸部６ａと細軸部６ｂの間に段差７を有している。例えば、図３に示すように、アンカーボルト２の軸方向の長さＬに対し、軸部６の先端から所定長さＬ１の位置に段差７が設けられている。

そして細軸部６ｂには、少なくともその先端部側に、コーンナット４を装着するための雄螺子１１が形成されると共に、さらにその先端には軸中心を円錐状に突出させた軸心突起６ｃが形成されている。また太軸部６ａは、その一部を除き、そのほぼ全体が細軸部６ｂよりも大径の所定軸径を有している。この太軸部６ａには、細軸部６ｂとの段差７から所定長さＬ２（図３参照）の位置に、軸径を縮径させて形成した破断部８が設けられている。そして太軸部６ａには、その破断部８を除くほぼ全体に雄螺子１２が形成されている。この太軸部６ａは、アンカー１の施工が完了したとき、躯体表面から直接突出する部分となる。そのため、アンカー１の施工後には、太軸部６ａに形成された雄螺子１２に対してナットを直接取り付けることが可能である。

破断部８は、太軸部６ａの外周部を、例えば図例の如く、矩形状に切り欠くことによって形成される。ただし、これに限定されるものではなく、破断部８は、三角形状に切り欠いて形成したものであっても良いし、円弧状に切り欠いて形成したものであっても構わない。また、細いスリット状の切り込みを入れることによって破断部８を構成しても良い。尚、破断部８は、太軸部６ａがボルト頭部５に接続される基端部に設けられていても良い。

このような破断部８は、その最も縮径した部分の直径が予め設計された所定値となるように形成される。そしてボルト頭部５の回転操作が行われると、この縮径した破断部８に剪断応力が作用し、ボルト頭部５に対して所定値以上のトルクが作用すると破断部８にかかる剪断応力が限界値を超え、破断部８を破断させることができる構成となっている。

上記のようなアンカーボルト２の細軸部６ｂに対し、拡張スリーブ３とコーンナット４とが、軸部６の先端から順に挿入装着されることにより、アンカー１が構成される。

拡張スリーブ３は、アンカーボルト２の細軸部６ｂに挿通される筒状体２０として構成される。その筒状体２０の内径は、軸部６の細軸部６ｂを挿入可能であり、且つ、段差７と接触する内径となっている。つまり、拡張スリーブ３は、軸部６の先端から挿入されると、一方の端縁部３ａが段差７と接触するので細軸部６ｂに留まり、太軸部６ａには進行しないようになっている。また筒状体２０の外径は、アンカーボルト２の太軸部６ａの外径と略同一サイズとなるように形成される。尚、このような筒状体２０は、必ずしも筒体で構成されるものに限られず、例えば板状鋼材を折曲加工することによって上記内径を有する筒状に形成したものであっても構わない。

そして拡張スリーブ３は、その筒状体２０の先端部３ｂに、複数の縦割り溝２１が設けられており、それら複数の縦割り溝２１によって区切られた部分が径方向外側に拡張する拡張部２２として構成されている。本実施形態では、拡張部２２の外周面が平滑面となっているが、これに限らず、例えば周方向に１本乃至複数本のリブを形成したものであっても構わない。尚、拡張スリーブ３の先端部３ｂに設けられる拡張部２２の数は、一般には３つ若しくは４つ程度であるが、５つ以上であっても構わない。このような拡張スリーブ３は、拡張部２２の設けられた先端部３ｂがアンカーボルト２の軸部６の先端部を向くようにして細軸部６ｂに挿入装着される。

コーンナット４は、軸部６の細軸部６ｂに装着される。このコーンナット４は、外径が軸方向に沿って漸次縮小する略円錐台状の外形を有し、その周囲側面が滑らかなテーパ面となっている。コーンナット４は、その中心内側に軸部６の細軸部６ｂに形成された雄螺子１１と螺合する貫通螺子孔４ａを有している。このコーンナット４の小径端部４ｂは、拡張スリーブ３の先端部３ｂにおける内径よりも若干小さい直径となるように形成される。また他方の大径端部は、拡張スリーブ３の筒状体２０の外径と略同一若しくは筒状体２０の外径よりも若干大きい外径となるように形成される。そして図３に示すように、コーンナット４は、その小径端部４ｂが拡張スリーブ３の先端部３ｂに若干嵌入した状態で軸部６の細軸部６ｂに螺合装着される。

上記のように、アンカーボルト２に対し、拡張スリーブ３とコーンナット４とが順に軸部６の先端から細軸部６ｂに組み付けられることにより、施工前のアンカー１が構成される。このとき、図２および図３に示すように、アンカーボルト２の軸部６の先端に設けられた軸心突起６ｃがコーンナット４の端部から突出するように組み付けられることが好ましい。

次に、本実施形態におけるアンカー１の施工について説明する。図４、図５および図６は、アンカー１の施工手順の一例を示す図である。まず図４に示すように、コンクリートなどで構成された天井構造物などの躯体Ｓに、ドリルなどの工具を用いて、アンカー１を埋入設置するための埋入孔Ｈを穿孔する。この埋入孔Ｈは、アンカー１の軸部６の外径と同径の孔径ではなく、アンカー１の軸部６の外径よりも若干大きな孔径となるように穿孔する。ただし、アンカー１の軸部６の外径に対して孔径が大きくなり過ぎると、アンカー１を正常に施工することができない。そのため、埋入孔Ｈの孔径は、アンカー１の軸部６において最も太い部分の外径サイズ（例えば、拡張スリーブ３やコーンナット４の外径サイズ）よりも数パーセント程度大きな孔径として穿孔することが好ましい。

また埋入孔Ｈの深さＤは、アンカーボルト２の太軸部６ａの一部を埋入できる深さとすることが好ましい。すなわち、図３に示したように、アンカーボルト２の軸部６において先端から段差７までの細軸部６ｂの長さをＬ１としたとき、埋入孔Ｈの深さＤは、Ｄ＞Ｌ１となるように穿孔することが好ましい。これにより、埋入孔Ｈにアンカー１の軸部６を挿入したとき、太軸部６ａの先端側一部を埋入孔Ｈに埋入させることができるので、アンカー１の施工後、躯体Ｓの表面から突出する軸部６に対して例えば横方向の外力が作用したとしても、その外力を埋入孔Ｈに埋入された太軸部６ａで吸収することができるようになる。これに対し、太軸部６ａの一部を埋入孔Ｈに埋入させていないときには、躯体Ｓの表面から突出する軸部６に対して例えば横方向の外力が作用すると、その外力を埋入孔Ｈに埋入された細軸部６ｂだけで吸収しなければならなくなり、細軸部６ｂが折れてしまう可能性がある。したがって、そのような細軸部６ｂの損傷を抑制するため、アンカーボルト２の太軸部６ａの一部を埋入できるように埋入孔Ｈの深さＤを、Ｄ＞Ｌ１とすることが好ましい。

さらに好ましくは、埋入孔Ｈの深さＤを、アンカー１の施工後、躯体Ｓの表面から軸部６を突出させる長さＸに基づいて予め算出される深さにすることである。例えば、図３に示したように、アンカーボルト２の軸部６において先端から段差７までの長さがＬ１、その段差７から破断部８までの長さがＬ２であり、躯体Ｓの表面から長さＸの軸部６を突出させるときには、埋入孔Ｈの深さＤを、Ｄ＝Ｌ１＋Ｌ２−Ｘの数式で算出することができる。そのため、埋入孔Ｈは、上記数式によって算出される深さＤとなるように穿孔することが好ましい。

尚、一般的なドリルなどの工具を使って埋入孔Ｈを穿孔すると、その底部は円錐状に切削され、底部中心が埋入孔Ｈの最深部となる。

次に、上記のようにして穿孔した埋入孔Ｈに対し、図４に示すように、アンカー１の軸部６を挿入する。このとき、埋入孔Ｈの孔径がアンカー１の軸部６の外径よりも若干大きいため、ハンマーなどを用いることなく、手作業で比較的スムーズに軸部６を挿入していくことができる。このとき、埋入孔Ｈが上記数式によって算出された深さＤに穿孔されていれば、軸部６の先端が埋入孔Ｈの底部に当たるまで挿入する。そして軸部６の挿入が完了すると、アンカーボルト２の太軸部６ａの先端側の一部が埋入孔Ｈに埋入された状態となる。この状態では、アンカー１の太軸部６ａ、拡張スリーブ３およびコーンナット４の外周部が埋入孔Ｈの内壁に接触又は近接した状態となる。

尚、拡張スリーブ３の肉厚は、アンカー１の軸部６が埋入孔Ｈに挿入されたとき、太軸部６ａと埋入孔Ｈの内壁との隙間間隔よりも厚くしておくようにしても良い。

図４に示すようにアンカー１の軸部６が埋入孔Ｈに挿入された状態になると、次にアンカーボルト２のボルト頭部５にインパクトレンチなどのツールを装着し、アンカーボルト２のボルト頭部５を、図中矢印Ｒで示す方向（締め付け方向）に回転させる。

このとき、軸部６の先端が埋入孔Ｈの底部に当たっていれば、軸部６の軸心突起６ｃが埋入孔Ｈの底部中心と係合するので、アンカーボルト２のボルト頭部５を埋入孔Ｈに向かって押圧しながら回転操作を行うと、アンカーボルト２の先端における軸ブレが抑制されるため、比較的スムーズに回転操作を行うことができ、作業効率が向上するという利点がある。したがって、埋入孔Ｈの深さＤを、上記数式によって算出される深さＤとしておけば、作業効率が向上する。尚、天井構造物への施工の場合、作業者は延長ツールなどを使用して床面からの作業を行うことによって、アンカー１を埋入孔Ｈに挿入し、アンカーボルト２のボルト頭部５を回転させていくようにしても良い。

アンカーボルト２は、作業者によってボルト頭部５の回転操作が行われることに伴い、軸部６を回転させる。このとき、軸部６が若干傾いたり、或いは若干の軸ブレが生じたりするため、コーンナット４の大径端部の一部が埋入孔Ｈの内壁と接触する。そのため、コーンナット４は接触する埋入孔Ｈの内壁から抵抗を受け、軸部６が回転しても、その軸部６とは供回りしない。その結果、コーンナット４は、軸部６の回転に伴い、細軸部６ｂに形成された雄螺子１１に沿って螺入進行していくようになり、細軸部６ｂを段差７に向かって移動するようになる。

コーンナット４はその小径端部４ｂが拡張スリーブ３の先端部３ｂに若干嵌入した状態であるため、コーンナット４が段差７に向かって移動を開始すると、拡張スリーブ３もまた段差７に向かって移動する。そして拡張スリーブ３の他方の端縁部３ａが段差７に接触した状態になると、拡張スリーブ３の移動は規制され、段差７に接触した状態で拡張スリーブ３が位置決めされる。

尚、上述したように、拡張スリーブ３の肉厚を太軸部６ａと埋入孔Ｈの内壁との隙間間隔よりも厚くしておけば、万一、拡張スリーブ３に段差７を乗り越える程の強い力が作用したとしても、太軸部６ａと埋入孔Ｈの内壁との間には、拡張スリーブ３が進入できる隙間が存在しないため、拡張スリーブ３が段差７を乗り越えて太軸部６ａの外周部に移動してしまうことを防止でき、拡張スリーブ３を段差７の位置に位置決めできるという利点がある。

そして更に引き続き、ボルト頭部５の回転操作が行われると、コーンナット４は、軸部６の回転に伴い、細軸部６ｂを段差７に向かって進行する。このとき、拡張スリーブ３は移動しないため、コーンナット４は、その小径端部４ｂから拡張スリーブ３の内側に向かって次第に進入していくようになる。これにより、コーンナット４は、図５に示すように、拡張スリーブ３の拡張部２２を外側に拡張させる。拡張スリーブ３の拡張部２２は、埋入孔Ｈの内壁を押圧するように径方向外側に拡張するので、この拡張によりアンカー１が埋入孔Ｈに固定されていく。

拡張スリーブ３の拡張部２２が外側に拡張して埋入孔Ｈの内壁に接触するようになると、それ以後、ボルト頭部５に作用する回転力は、コーンナット４を拡張スリーブ３の内側に向かって進行させ、拡張部２２を径方向外側に拡張させる力となって作用する。言い換えると、拡張スリーブ３の拡張部２２が次第に大きく拡張していき、埋入孔Ｈの内壁に対する押圧力が増加していくと、それに伴ってコーンナット４が拡張スリーブ３の内側に向かって進行するのに必要な力も増加していくため、ボルト頭部５を回転させるために必要なトルクも増加する。

そして図５に示すように、拡張スリーブ３の拡張部２２が十分に拡張することにより、十分な強度でアンカー１が埋入孔Ｈに固定されると、ボルト頭部５を回転させる際のトルクが所定値以上となる。そしてボルト頭部５に所定値以上のトルクが作用することにより、図６に示すようにアンカーボルト２の軸部６に形成された破断部８が破断し、アンカーボルト２のボルト頭部５が軸部６から分離される。つまり、このアンカー１は、アンカーボルト２の軸部６に形成された破断部８が破断してボルト頭部５が分離されることにより、十分な締め付け強度となって正常に施工が完了したことを作業者又は施工管理者に示すことができるものである。

このようなアンカー１は、ボルト頭部５の締め付けトルクが所定の下限値に満たない場合には締め付け不足となって十分な強度を確保することができず、施工不良となる。また、締め付けトルクが所定の上限値を越える場合にも過剰な締め付けとなって施工不良となる。つまり、この種のアンカー１は、十分な強度で固定される条件として締め付けトルクの下限値と上限値とが規定されるようになっている。そのため、本実施形態では、アンカーボルト２のボルト頭部５に対し、例えば上記下限値と上限値の中間値である最適なトルクが作用した場合に破断部８が破断するように破断部８の直径を予め設計した値に形成しておく。これにより、破断部８が破断したときには、アンカー１が最適な締め付けトルクで固定された状態となる。また、仮に破断部８が破断する時のトルクに多少の誤差が発生したとしても、そのトルクを下限値と上限値の範囲内に収めることができるようになり、締め付け不足や過剰な締め付けを良好に防止することができると共に、アンカー１を良好な状態で躯体Ｓに固定することができるようになる。

上記のようにして破断部８が破断すると、躯体Ｓに施工されたアンカー１からアンカーボルト２のボルト頭部５が取り除かれる。そのため、本実施形態では、このボルト頭部５を回収することにより、アンカー１の施工管理を行うことができるようになる。例えば、施工管理者は、作業者から、分離したボルト頭部５を回収し、天井構造物などに施工されたアンカー１の数と、その回収したボルト頭部５の数とが一致するか否かを確認し、それらの数が一致すれば全てのアンカー１が良好に施工されているということを把握できる。一方、それらの数が一致しない場合には、未施工又は施工不良のアンカー１が存在することになる。この場合、施工管理者は、天井構造物などを目視し、アンカー１の挿入されていない埋入孔Ｈや、ボルト頭部５が付着した状態のアンカー１を見つけ出すだけで、未施工や施工不良のアンカー１を特定することができる。このように本実施形態のアンカー１は、施工後であっても、目視により、その施工状態を簡単に点検することができるものである。

また、上記のように破断部８が破断してボルト頭部５が取り除かれると、躯体Ｓの表面から軸部６（太軸部６ａ）が所定長さＸ突出した状態となる。そのため、その突出した太軸部６ａの雄螺子１２に対して直接ナットなどを装着することにより、吊り下げ物をアンカー１が直接支持することができるようになる。つまり、本実施形態のアンカー１は、その施工後において吊りボルトなどを別途装着する必要がなく、躯体Ｓから突出した状態となる軸部６に対して直接吊り下げ物などを取り付けることができるので、作業効率が良い。

以上のように、本実施形態のアンカー１は、アンカーボルト２と、拡張スリーブ３と、コーンナット４とを備えて構成される。そしてアンカーボルト２は、その軸部６が、ボルト頭部５に接続される太軸部６ａと、太軸部６ａの先端部側に設けられる細軸部６ｂとから成り、太軸部６ａと細軸部６ｂとの間に段差７を有し、細軸部６ｂにコーンナット４と螺合する雄螺子１１が形成されると共に、太軸部６ａの段差７から所定長さＬ２の位置に、ボルト頭部５に対して所定値以上のトルクが作用した場合に破断する縮径した破断部８が形成された構成である。また拡張スリーブ３は、軸部６の細軸部６ｂに挿入可能であり、且つ、段差７と接触する内径を有する構成である。そして本実施形態のアンカー１は、ボルト頭部５が回転することに伴い、軸部６を回転させ、段差７に接触した状態の拡張スリーブ３の内側にコーンナット４を進入させていくことにより拡張部２２を外方向に拡張させ、ボルト頭部５に対して所定値以上のトルクが作用した場合に破断部８を破断させてボルト頭部５を分離する。

上記構成を有するアンカー１は、コーンナット４が軸部６の細軸部６ｂと螺合結合しているため、天井構造物へ施工された場合であっても、コーンナット４が拡張スリーブ３の内側から離脱することはなく、アンカー１が落下してしまうという不具合は生じない。また、アンカー１の施工時には、軸部６の外径よりも若干孔径の大きな埋入孔Ｈに対して施工することができるため、アンカー１を埋入孔Ｈに挿入するとき、ハンマーなどを用いる必要がなく、作業効率が良い。またアンカー１を埋入孔Ｈに挿入した後には、スパナやインパクトレンチなどのようなトルク管理機能のない一般的なツールを用いてボルト頭部５の締め付け作業を行うことにより、アンカー１を固定することができるものである。つまり、作業者は、一般的なツールを用いる場合であっても、そのツールを用いてボルト頭部５の回転操作を行っていくだけで、アンカー１を固定することができ、しかもその施工作業中に、拡張スリーブ３が太軸部６ａの外側に抜けてしまうことを防止することもできる。そして十分な強度で固定できると破断部８が破断してボルト頭部５が離脱するので、過剰な締め付けなどを抑制することができると共に、施工後の点検作業を簡単に行うことができるようになる。さらに、施工後には躯体Ｓの表面から軸部６を直接突出させた状態に施工できるので、アンカー施工後の作業においても作業効率が良くなるという利点がある。

さらに本実施形態のアンカー１においては、アンカーボルト２が、細軸部６ｂの先端に軸中心を突出させた軸心突起６ｃを有している。そのため、軸心突起６ｃを埋入孔Ｈの底部中心に押圧させた状態でボルト頭部５を回転させていくことによってアンカーボルト２の先端における軸ブレを抑制することができるため、作業効率が向上するという利点もある。

尚、上述したアンカー１は、本発明にかかるアンカーの一実施形態であり、その具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上述したアンカー１は、天井構造物に対して固定するアンカーとしても好適に使用し得るものであるが、その用途は必ずしも天井構造物への固定に限られるものではなく、壁面や床面であっても上記と同様である。

また上記実施形態においては、アンカー１を施工する際、上記数式によって算出される深さＤの埋入孔Ｈを穿孔する場合を例示した。しかし、埋入孔Ｈの深さＤは、上記数式によって算出される深さに限定するものではない。つまり、本実施形態のアンカー１は、細軸部６ｂの長さＬ１よりも深い埋入孔Ｈであれば、上記数式によって算出される深さよりも更に深い埋入孔Ｈであっても施工可能である。図７は、そのような深い埋入孔Ｈへのアンカー１の施工例を示す図である。埋入孔Ｈの深さＤが上記数式によって算出される深さよりも更に深い場合、図７に示すように、躯体Ｓの表面から軸部６を長さＸだけ突出させた状態に設置すると、軸部６の先端に設けられた軸心突起６ｃは、埋入孔Ｈの底部から浮いた状態となる。尚、このような設置状態とするためには、軸部６の側面に対し、塗料などを用いて、躯体Ｓの表面と同じレベルに設置するためのマーキングを設けておくことが好ましい。そして図７に示すような設置状態とした後、軸心突起６ｃが埋入孔Ｈの底部から浮いた状態のまま、ボルト頭部５の回転操作を行っていく。この場合、軸部６の先端を固定できないため、軸ブレが大きくなり、効率的に作業を進めることが難しくなるが、上記と同様に、コーンナット４の大径端部の一部が埋入孔Ｈの内壁と接触すると、コーンナット４が細軸部６ｂの雄螺子１１に沿って螺入進行するようになる。そして拡張スリーブ３の拡張部２２が拡張して内壁に接触すると、その後は安定してボルト頭部５の回転操作を行うことができるようになり、図７に示す位置にアンカー１を固定することができる。尚、このような施工を行う場合は、軸部６の先端に軸心突起６ｃを設ける必要がない。

ただし、図７に示すようなアンカー１の施工は、床面や地面に対する施工には適さない。なぜなら、床面や地面に穿孔した埋入孔Ｈにアンカー１を挿入すると、アンカー１が自重で底部まで落ち込んでしまい、軸心突起６ｃを底部から浮かせた状態のままで施工することが困難だからである。それ故、図７に示すような施工を行う場合は、その施工対象が壁面や天井構造物であることが好ましい。

また上述した実施形態では、アンカーボルト２の太軸部６ａに雄螺子１２を形成している場合を例示した。すなわち、アンカー１の施工後に躯体Ｓの表面からナットを装着するためのボルトを突出させたい場合には、上述した実施形態のように、太軸部６ａに雄螺子１２を形成しておくことが好ましい。しかし、躯体Ｓの表面から異形鉄筋などを突出させたいような場合には、太軸部６ａを異形鉄筋などの構造にしておけば良いため、必ずしも太軸部６ａに雄螺子１２を形成しておくことは必須ではない。

また上述した実施形態では、アンカーボルト２に設けられる破断部８が軸部６及びボルト頭部５と一体的に形成された場合を例示した。そのような構成では、例えばアンカーボルト２がスチール製である場合、所定値以上のトルクが作用して破断部８が破断したときには、その破断面から軸部６の腐蝕が進行することが懸念される。そこで、次の図８及び図９に示すように、アンカーボルト２の軸部６とボルト頭部５とを分離形成するようにしても良い。

図８は、アンカーボルト２の軸部６とボルト頭部５とを分離形成する変形例を示す図である。この例では、図８（Ａ）に示すように、スチール製の軸部６（太軸部６ａ）の端部に多角形の凹部６ｄが形成される。そしてボルト頭部５は、例えばステンレスや真鍮などの耐腐蝕性の強い材質で形成される。このボルト頭部５の一端には、図８（Ａ）に示すように、軸部６の凹部６ｄに嵌入する多角柱状の軸部５ａが設けられている。そして図８（Ｂ）に示すようにボルト頭部５の軸部５ａが凹部６ｄに嵌入装着されると、その軸部５ａが破断部８となる。このボルト頭部５に回転力が作用すると、破断部８に作用するトルクが所定値以上となるまでは軸部６が一体的に回転する。そして破断部８に作用するトルクが所定値以上になると、図８（Ｃ）に示すように、破断部８が破断する構成である。この例の場合、例えばボルト頭部５を耐腐蝕性の強い材質で形成していれば、破断部８が破断した後の破断面から軸部６が腐蝕していくことはない。また、ボルト頭部５をスチール製で構成した場合であっても、例えば軸部６の凹部６ｄに予め耐腐食性のある塗料などを塗布しておくことにより、仮に破断部８が破断した後にその破断面から腐蝕が進行しても、その腐蝕が軸部６まで侵食することを防止することができる。

また図９は、図８の更なる変形例を示す図である。この例では、軸部６の端部に多角形の凹部６ｄを形成する点は、図８と同様であり、軸部６と分離形成されるボルト頭部５が、図９（Ａ）に示すように、その凹部６ｄに嵌入する多角柱状の軸部材によって構成される点が図８と異なる。そして図９（Ｂ）に示すように軸部材で構成されるボルト頭部５が凹部６ｄに嵌入装着されると、そのボルト頭部５自体が破断部８となる。このようなボルト頭部５に例えば専用工具９が装着され、回転力が作用すると、破断部８に作用するトルクが所定値以上となるまでは軸部６が一体的に回転する。そして破断部８に作用するトルクが所定値以上になると、図９（Ｃ）に示すように、破断部８が破断する。したがって、図９の例においても、例えばボルト頭部５を耐腐蝕性の強い材質で形成していれば、破断部８が破断した後の破断面から軸部６が腐蝕していくことはない。また、ボルト頭部５をスチール製で構成した場合であっても、例えば軸部６の凹部６ｄに予め耐腐食性のある塗料などを塗布しておくことにより、仮に破断部８が破断した後にその破断面から腐蝕が進行しても、その腐蝕が軸部６まで侵食することを防止することができる。

尚、図８及び図９に示した構成のアンカーであっても、その施工方法は上記実施形態で説明したものと同様である。

Ｓ 躯体
Ｈ 埋入孔
１ アンカー
２ アンカーボルト
３ 拡張スリーブ
４ コーンナット
５ ボルト頭部
６ 軸部
６ａ 太軸部
６ｂ 細軸部
６ｃ 軸心突起
６ｄ 凹部
７ 段差
８ 破断部
１１，１２ 雄螺子

Claims (5)

1. 雄螺子が形成された軸部を有し、該軸部の基端部にボルト頭部が設けられたアンカーボルトと、
   前記軸部の先端部に挿入可能な筒状体の先端部に、縦割り溝によって外方向に拡張するように形成された拡張部を有する拡張スリーブと、
   内側に前記軸部に形成された雄螺子と螺合する貫通螺子孔を有し、外径が前記軸部の軸方向に沿って漸次縮小し、小径端部が前記拡張スリーブの先端部に嵌入した状態で前記軸部の先端部に装着されるコーンナットと、
   を備え、
   前記アンカーボルトは、前記軸部が、前記ボルト頭部に接続される太軸部と、前記太軸部の先端部側に設けられ、前記太軸部と同軸で且つ前記太軸部より小径の細軸部とから成り、前記太軸部と前記細軸部との間に段差を有し、前記太軸部に第１の雄螺子が形成されると共に、前記細軸部に前記コーンナットと螺合する第２の雄螺子が形成され、前記太軸部における前記ボルト頭部の近傍位置に、前記ボルト頭部に対して所定値以上のトルクが作用した場合に破断する縮径した破断部が形成された構成であり、
   前記拡張スリーブは、前記軸部の前記細軸部に挿入可能で且つ前記段差と接触する内径を有し、
   前記アンカーボルトは、前記拡張スリーブ及び前記コーンナットが装着された前記細軸部が埋入孔に挿入された状態で前記ボルト頭部が回転することに伴い、前記軸部を回転させて前記段差に接触した状態の前記拡張スリーブの内側に前記コーンナットを進入させることにより前記拡張部を外方向に拡張させ、前記ボルト頭部に対して所定値以上のトルクが作用した場合に前記破断部を破断させて前記ボルト頭部を前記太軸部から分離し、前記太軸部を前記埋入孔から所定長さ突出させた状態に施工することが可能であることを特徴とするアンカー。
2. 前記アンカーボルトは、前記細軸部の先端に軸中心を突出させた軸心突起を有することを特徴とする請求項１に記載のアンカー。
3. 前記アンカーボルトは、前記軸部と前記ボルト頭部とが分離形成され、前記軸部の基端部に設けられた多角形の凹部に前記ボルト頭部を嵌入装着することによって前記軸部よりも縮径した前記破断部を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のアンカー。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のアンカーを施工する方法であって、
   施工対象となる躯体に対して前記細軸部の長さよりも深い埋入孔を穿孔し、前記埋入孔に対して前記アンカーを先端部から挿入して前記太軸部が前記躯体の表面から所定長さ突出するように設置し、前記ボルト頭部を回転させていくことによって前記コーンナットを前記拡張スリーブの内側に進入させて前記拡張部を外方向に拡張させ、前記拡張部を前記埋入孔の内壁に係合させると共に、前記ボルト頭部を前記所定値以上のトルクで回転させることによって前記破断部を破断させ、前記アンカーから前記ボルト頭部を取り除くことにより、前記太軸部を前記埋入孔から所定長さ突出させることを特徴とするアンカー施工方法。
5. 請求項２に記載のアンカーを施工する方法であって、
   施工対象となる躯体に対して前記細軸部の長さよりも深い埋入孔を穿孔し、前記埋入孔に対して前記アンカーを先端部から挿入して前記軸心突起が前記埋入孔の底部中心を押圧する状態で前記太軸部が前記躯体の表面から所定長さ突出するように設置し、前記ボルト頭部を回転させていくことによって前記コーンナットを前記拡張スリーブの内側に進入させて前記拡張部を外方向に拡張させ、前記拡張部を前記埋入孔の内壁に係合させると共に、前記ボルト頭部を前記所定値以上のトルクで回転させることによって前記破断部を破断させ、前記アンカーから前記ボルト頭部を取り除くことにより、前記太軸部を前記埋入孔から所定長さ突出させることを特徴とするアンカー施工方法。

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