JP2005336928A - 破損ボルトの除去方法及び破損ボルト除去用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】 破損したボルトのみを簡単な方法で確実に除去する。
【解決手段】 まず、電動ドリルによってボルト５４に、上面に開口する第１の円形孔３６を穿設する。その後、治具４０の位置決め棒４３を第１の円形孔３６に差し込み、この状態で治具４０を固定する。そして、電動ドリルを下降させてビット１８を治具４０の貫通孔４２に貫通させ、そのままビット１８を回転させて、ボルト５４に第２の円形孔３７を穿設する。よって、ボルト５４には、第１の円形孔３６と第２の円形孔３７とが連通した長円状の連結孔３８が形成される。後は、連結孔３８に同じ横断面を有するロッドを差し込んで、そのロッドが固定される六角軸をインパクトレンチ等で回転させれば、ボルト５４を緩めて枕木５２に埋設したアンカー５５から抜き取ることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、締結状態で破損したボルトを確実に除去するための方法と、当該方法に好適に使用される破損ボルト除去用治具とに関する。

例えば線路に敷設されるレールは、レールの下部フランジを固定する固定金具を、ボルトによってコンクリート製の枕木に締着することにより、枕木に締結される。このレール締結用ボルトは、枕木に予め埋設されている硬質合成樹脂製のアンカーにねじ込まれるようになっている。
しかし、列車の走行に伴う振動等により、ボルトの頭部が破損して固定金具への締着力が失われる場合があるため、このような破損ボルトは枕木から取り外して新たなボルトで締着し直す必要がある。具体的な破損ボルトの除去方法としては、特許文献１，２に開示の如く、破損ボルトを含むアンカー部分をコアドリルで枕木から筒状に切削し、切削部分に新たなアンカーを埋設して新たなボルトで締着する方法や、特許文献３，４に開示の如く、破損ボルトの上端に治具の先端を溶接するか、或いは破損ボルトの上端に有底孔を形成してそこに治具の拡張部を差し込むかして、トルクレンチ等で破損ボルトを緩め外す方法等が採用されている。

特開２００３−２６８７０３号公報 特開２００３−２６８７０４号公報 特開平７−１３６９４０号公報 特表平９−５０７１７１号公報

アンカーごと破損ボルトを取り除く前者の方法では、新たなアンカーの埋設作業も必要となるため、ボルトの交換に要する手間や時間、材料費が大きくなる。また、後者の方法では、破損ボルトのみが取り外されるため、アンカーをそのまま使用でき好ましいが、治具を溶接するものでは、溶接機材の準備や移動等に手間がかかって効率が悪い。治具の拡張部を利用するものは、ボルトとの摩擦に頼ることからやはり作業効率が悪い上、得られるトルクに限界があり、アンカーと強固に螺合しているボルトでは外せない場合がある。さらに、ボルトがアンカーの内部で破損していると治具が使用できないという問題もある。

そこで、請求項１に記載の発明は、破損ボルトのみを、手間やコストの少ない簡単な方法で確実に取り外すことができる破損ボルトの除去方法を提供することを目的としたものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の除去方法に好適に使用でき、除去作業をより簡単にして作業効率を向上させることができる破損ボルト除去用治具を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、破損ボルトの除去方法として、ボルトに、その上面に開口する円形の孔を連通状態で複数穿設して、横断面が非円形となる１つの連結孔を軸方向に形成し、その連結孔に、同じ横断面形状の軸体を挿入して回転させて、ボルトを緩め外すことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、破損ボルト除去用治具として、円形の貫通孔を軸方向に形成した軸体に、貫通孔に軸方向で見て連続状に隣接し、その隣接側の側面を全長に亘って貫通孔の延長形状に合わせて横断面湾曲状に切り欠いた位置決め棒を軸方向に突設してなる構成としたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、破損ボルトへの連結孔の穿設をより簡単且つ正確に行うために、破損したボルトに第１の円形孔を穿設した後、請求項２に記載の破損ボルト除去用治具を、その位置決め棒を第１の円形孔に差し込んだ状態でボルトの上方にセットし、軸体の貫通孔の位置に合わせてボルトに第２の円形孔を穿設することで、第１の円形孔と第２の円形孔とが連通した連結孔を形成する構成としたものである。

請求項１に記載の発明によれば、破損ボルトのみを除去することができるため、例えば線路のレール締結用ボルトであれば枕木に埋設されたアンカーをそのまま新たなボルトの締結に利用でき、ボルト交換にかかる手間やコストを最小限に抑えることができる。また、破損ボルトに設けた非円形の連結孔を利用して除去するため、緩み外しのトルクが破損ボルトへ効率良く伝わり、枕木のアンカー等に強固に螺合されていたり、アンカーの奥へ埋没したりしているような破損ボルトであっても確実に除去することができる。
請求項２及び３に記載の発明によれば、ボルト除去用治具を使用することで、破損ボルトへの連結孔の穿設がより簡単且つ正確に行える。よって、除去作業の短縮化が図られて作業効率の向上に繋がる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、レール締結用ボルトが破損した際に用いる破損ボルトの除去装置の斜視図で、この除去装置１は、ベース２と、ベース２上に垂設されるガイド支柱３と、ガイド支柱３に設けられる電動ドリル４と、ベース２の側方に連結され、線路のレール５０に固定可能なクランプ機構５とを備える。
まず、ベース２は、クランプ機構５の内クランプ板２６へ直交状に連結され、クランプ機構５のレール５０への固定状態で水平に支持される板体で、前方（図１の左手前側）の端縁には、案内孔７と、その案内孔７内に突出するツマミネジ８を備えたガイド板６が、頭部にレバー１０を連結したボルト９によって螺着されている。このガイド板６は、ボルト９の貫通部分がスリットとなっており、レバー１０によりボルト９の緊締を緩めることで、ベース２に対する固定位置を調整可能となっている。一方、ベース２の周縁には、複数のネジ孔１１，１１・・が所定間隔で形成されており、１又は複数のネジ孔１１を選択して調整ボルト１２をねじ込み、突出させた下端を枕木等に当接させることで、ベース２の支持が可能となる。

ガイド支柱３は、頭部にクランプレバー１５を連結した固定ボルト１４でベース２に螺着されるサブベース１３に垂設されている。このサブベース１３における固定ボルト１４の貫通部分は長孔１６となっており、クランプレバー１５により固定ボルト１４の緊締を緩めることで、ガイド板６と同様に、ベース２に対するサブベース１３の位置、すなわちガイド支柱３の位置が調整可能となっている。
電動ドリル４は、商用電源を得て、ビット１８が装着されるスピンドル１７を回転させる周知の構造で、ガイド支柱３へ外嵌されるガイド体１９によって、スピンドル１７が鉛直方向で下向きとなるように支持されている。ガイド支柱３の前面には、ラック２０が形成される一方、ガイド体１９には、ラック２０と噛み合うピニオン２１が設けられ、操作レバー２２の回転操作によりピニオン２１を回転させることで、ガイド体１９を電動ドリル４と共にガイド支柱３に沿って上下動させることができる。ガイド体１９の側方には、ねじ込みによってガイド支柱３の側面に当接してガイド体１９を固定する固定ネジ２３が設けられている。２４は冷却液供給用のタンク等を接続するための注入口である。

クランプ機構５は、図２にも示すように、上下寸法が短い外クランプ板２５と、その外クランプ板２５よりも上下寸法が長い内クランプ板２６とを有し、両クランプ板２５，２６の互いの対向面で垂直に固着された連結板２７，２７を、その端部同士で軸２８によって回転可能に軸着することで、両クランプ板２５，２６は、レール５０の頭部５１の幅よりもやや広い間隔で軸２８を中心に互いに回転可能に連結される。外クランプ板２５の上部外側には、取付板２９が水平方向に固着され、その取付板２９上で外クランプ板２５と平行に立設した支持板３０に、バイス棒３１が直交方向に螺合している。バイス棒３１の外端には、直交状に操作ロッド３２が設けられる一方、内端には、押圧体３３が連結されており、操作ロッド３２によってバイス棒３１を回転させることで、軸方向へネジ送り可能となっている。一方、内クランプ板２６の下方位置で外クランプ板２５側の面には、水平方向に筒体３４が固着されて、この筒体３４に、円柱状のクランプ棒３５が挿着されている。

そして、図３は、破損ボルト除去用治具（以下単に「治具」と言う。）４０の斜視図で、この治具４０は、除去装置１におけるガイド板６の案内孔７に差し込み可能な断面円形の軸体４１を有し、その軸体４１の偏心位置に、貫通孔４２を軸方向へ穿設すると共に、軸体４１の上面に、軸体４１の軸方向へ位置決め棒４３を立設したもので、この位置決め棒４３は、貫通孔４２とは軸体４１の軸心を中心とした点対称位置にあって、軸方向で見て連続状に隣接しており、貫通孔４２との隣接側の側面には、全長に亘って貫通孔４２の延長形状に合わせて切り欠いた横断面湾曲状の切欠部４４が形成されている。
一方、図４も治具４５を示す。この治具４５は、断面正六角形の軸体４６の中心に、ロッド４７を軸方向に突設したもので、このロッド４７は、横断面形状が、治具４０の貫通孔４２と位置決め棒４３とを軸方向から見て形成される長円状形と同じ形状となっている。

次に、上記除去装置１及び治具４０，４５を用いた破損ボルトの除去方法について説明する。
まず、除去装置１を、図１，２に示すように、ガイド板６の案内孔７が、頭部が破損したボルト５４の上方に位置するように、クランプ機構５の外クランプ板２５と内クランプ板２６とでレール５０を挟む格好で上方からセットする。この状態で、バイス棒３１を内クランプ板２６側にネジ送りして押圧体３３を内クランプ板２６の上方部に当接させ、そのまま外クランプ板２５からの離反方向へ押圧すると、軸２８を中心として両クランプ板２５，２６が回転し、下方側をレール５０の頭部５１の側面に押圧させると共に、クランプ棒３５が頭部５１の下面（あご部分）を上向きに押圧してクランプ可能となる。なお、クランプ棒３５を径の異なるものを複数用意しておけば、頭部形状が異なるレールにも容易に対応できる。５２はコンクリート製の枕木、５３はレール５０の下部フランジを固定する固定金具で、５５は、枕木５２の形成時に埋設され、ボルト５４がねじ込まれる硬質合成樹脂製のアンカーである。

次に、クランプレバー１５の操作によって、ビット１８がボルト５４の上方に位置するように電動ドリル４の位置を調整し、位置決め後、操作レバー２２によって電動ドリル４を下降させ、回転したビット１８によってボルト５４の偏心位置に、上面に開口する第１の円形孔３６を所定深さで軸方向に穿設する（図５（Ａ））。その後、治具４０の位置決め棒４３を第１の円形孔３６に差し込み、この状態で治具４０をガイド板６の案内孔７に固定する（同図（Ｂ））。そして、電動ドリル４を下降させてビット１８を治具４０の貫通孔４２に貫通させ、ビット１８を回転させてボルト５４に、上面に開口する第２の円形孔３７を所定深さで軸方向に穿設する（同図（Ｃ））。このとき、位置決め棒４３には、切欠部４４が形成されているため、ビット１８が位置決め棒４３と干渉することはない。よって、ボルト５４には、同図（Ｄ）のように、第１の円形孔３６と第２の円形孔３７とが連通した長円状の連結孔３８が形成されることになる。
後は、図６（Ｅ）のように、治具４５のロッド４７を連結孔３８に差し込んだ状態で、六角軸４６をインパクトレンチやトルクレンチ等のソケット５６等で回転させれば、ロッド４７を介してトルクがボルト５４へ伝わり、同図（Ｆ）の如く、ボルト５４を緩めてアンカー５５から抜き取ることができる。

このように上記形態の破損ボルトの除去方法によれば、枕木５２からボルト５４のみを除去することができるため、枕木５２に埋設されたアンカー５５をそのまま新たなボルトの締結に利用でき、ボルト交換にかかるコストを最小限に抑えることができる。また、ボルト５４に設けた非円形の連結孔３８を利用して除去するため、緩め外しのトルクがボルト５４へ効率良く伝わり、アンカー５５へ強固に螺合されていたり、アンカー５５の奥へ埋没したりしているボルト５４であっても確実に除去することができる。
特に、この除去装置１によれば、レール５０を利用してボルト５４の適正位置にセットできるため、使い勝手が良く、上記除去方法の実施に最適な装置となる。加えて、クランプ機構５が、レール５０を左右から挟持する一対の内外クランプ板２５，２６と、内クランプ板２６へレール５０方向で着脱可能に設けられ、挟持状態でレール５０の頭部５１下面を押圧するクランプ棒３５とを有することで、形状の異なるレールであってもクランプ棒の交換によって容易に対応してクランプでき、レールへのクランプの信頼性がより高くなる。
一方、治具４０を使用することで、ボルト５４への連結孔４８の穿設がより簡単且つ正確に行える。よって、除去作業の短縮化が図られて作業効率の向上に繋がる。

なお、連結孔は、上記形態のように２つの円形孔で形成するものに限らず、図７に示すように３つの円形孔を直線上に隣接させた連結孔４８としても良い。なお、この場合、斜線部分が治具の位置決め棒の断面形状となり、それ以外が貫通孔となる。また、直線上でなく、図８に示すように、三角形状に隣接させた連結孔４９としても良い。この場合も斜線部分が治具の位置決め棒の断面形状、それ以外が貫通孔となる。

さらに、全て同じ径の円形孔で形成しなくても良い。例えば、図９（Ａ）に示す治具６０は、軸体６１の軸心に、大径の位置決め棒６２を突設し、その位置決め棒６２の左右に、小径の貫通孔６３，６３を隣接形成して、位置決め棒６２の両側面に、貫通孔６３の延長形状に合わせて横断面湾曲状となる切欠部６４，６４を形成している。
よって、この治具６０を用いる場合は、ボルト５４の中心に大径の第１の円形孔を穿設した後、その第１の円形孔に治具６０の位置決め棒６２を差し込んで、その両側に小径の第２の円形孔を夫々穿設すれば、同図（Ｂ）のような非円形の連結孔６５が形成される。この形状で同じ断面形状のロッドを有する治具を差し込んでボルト５４を回転させれば良い。特にこの形状では、ロッドの軸心が大径となるため、剛性が高まり、ボルト５４を緩める際にねじれが生じにくくなってトルクが効率良く伝わる。
勿論これらの治具を用いずにボルトに連結孔を穿設しても差し支えない。

また、治具についても、上記形態のような第２の円形孔を穿設する際やボルトを緩める際に使用する治具に限らず、他の手順での採用も可能である。例えば、偏心位置に貫通孔を形成したスリーブを治具として用意し、この治具をガイド板にクランプして貫通孔の位置にあわせてボルトに穿設すれば、貫通孔を利用して第１の円形孔が適正位置で容易に穿設可能となる。
一方、本発明の除去方法は、レール締結用ボルトの除去に限らず、建築、土木等の他の場所で使用されるボルトが破損した際にも採用可能である。
逆にレール締結用ボルトの除去に特化した除去装置においては、上記形態に限らず、例えばクランプ機構にローラを設けてアンクランプ時にはローラを利用して除去装置をレールに沿って走行可能とすれば、作業位置への移動が容易に行える。

ボルト除去装置の斜視図である。 クランプ機構の説明図である。 治具の斜視図である。 治具の斜視図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は夫々ボルトの除去手順を示す説明図である（下側にボルトの上端面を夫々示す。）。 （Ｅ）（Ｆ）は夫々ボルトの除去手順を示す説明図である。 連結孔の変更例を示す説明図である。 連結孔の変更例を示す説明図である。 （Ａ）は治具の変更例の斜視図、（Ｂ）はその治具によって形成される連結孔の説明図である。

符号の説明

１‥除去装置、２‥ベース、３‥ガイド支柱、４‥電動ドリル、５‥クランプ機構、６‥ガイド板、１３‥サブベース、１７‥スピンドル、１８‥ビット、２５‥外クランプ板、２６‥内クランプ板、３１‥バイス棒、３４‥筒体、３６‥第１の円形孔、３７‥第２の円形孔、３８‥連結孔、４０‥ボルト除去用治具、４１‥軸体、４２‥貫通孔、４３‥位置決め棒、５０‥レール、５２‥枕木、５４‥レール締結用ボルト、５５‥アンカー。

Claims (3)

1. 締結状態で破損したボルトを除去するための破損ボルトの除去方法であって、
   前記ボルトに、その上面に開口する円形の孔を連通状態で複数穿設して、横断面が非円形となる１つの連結孔を軸方向に形成し、その連結孔に、同じ横断面形状の軸体を挿入して回転させて、前記ボルトを緩め外すことを特徴とする破損ボルトの除去方法。
2. 円形の貫通孔を軸方向に形成した軸体に、前記貫通孔に軸方向で見て連続状に隣接し、その隣接側の側面を全長に亘って前記貫通孔の延長形状に合わせて横断面湾曲状に切り欠いた位置決め棒を軸方向に突設してなる破損ボルト除去用治具。
3. 破損したボルトに第１の円形孔を穿設した後、請求項２に記載の破損ボルト除去用治具を、その位置決め棒を前記第１の円形孔に差し込んだ状態で前記ボルトの上方にセットし、軸体の貫通孔の位置に合わせて前記ボルトに第２の円形孔を穿設することで、前記第１の円形孔と第２の円形孔とが連通した連結孔を形成する請求項１に記載の破損ボルトの除去方法。
   

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