JP2015009297A - ねじ部補修機具と補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械構造物における深穴加工のねじ部に加工不良を生じても精度よく補修することができるねじ部補修機具を提供すること。
【解決手段】 機械構造物１００における深穴加工の貫通穴１０５に加工した不良ねじ部１０２の補修機具１として、貫通穴１０５に挿入する駆動軸２２，５２と、駆動軸５２の先端側を貫通穴１０５でガイドするガイドブッシュ４０と、駆動軸２２，５２の先端部に装着する加工工具とを備え、加工工具は、駆動軸２２，５２を回転させながら加工側Ｕに引くことで不良ねじ部１０２を貫通側Ｐから拡径切削して拡径ねじ下穴９２を加工するねじ下穴カッタと、駆動軸２２，５２を回転させながら加工側Ｕに引くことで拡径ねじ下穴３０に拡径ねじ部９３を加工するタップとを有するようにする。
【選択図】 図５

Description

本願発明は、機械構造物におけるねじ部の補修機具と、その補修方法に関する。

従来、一般的な機械構造物（この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「機械構造物」は、大型エンジンやそのシリンダ等、機械構造物の各部品又は組立部品のいずれも含む）における各部品の締結には、一方の部品に雌ねじ部（この明細書及び特許請求の範囲の書類中では、単に「ねじ部」ともいう）を加工し、その雌ねじ部にボルトのねじ部を螺合して各部品を締結する場合がある。このようなねじ部は、軸心に対して正確に加工する必要がある。

一方、大型の機械構造物にねじ部を加工する場合、ねじ穴の加工は、通常、ボルトで締結する方向に加工機械を配置して施工される。そのため、ねじ部の位置によっては加工機械によって非常に深い位置（例えば、数百ミリの深さの位置）にねじ穴を加工する必要が生じる。このように深い位置にねじ穴を加工（以下、単に「深穴加工」ともいう）する場合、長い加工工具が必要になる。加工工具としては、ヌスミ穴加工用のドリルと、下穴加工用のドリル及びねじ加工用のタップ（雌ねじ加工工具）が必要となる。

この長い加工工具による機械加工は、長い柄（駆動軸）を有する加工工具による機械加工となり、「芯振れ」（この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「芯振れ」は、加工機械の把持部における工具軸心に対して加工工具の先端部における軸心が振れることをいう）を生じて加工不良を生じることがある。特に、深部の加工部位に板厚変化や材質変化等がある場合、作業者の熟練度等によって加工不良を生じやすい。このような加工不良を生じると、例えば、深穴加工によってねじ部を加工したとしても、そのねじ部に植込みボルトをねじ込むことができなくなる。そのため、加工不良を生じた場合、一般的に、その加工不良部分の補修が行われる。

なお、補修に関する先行技術として、構造用基礎のアンカーボルトの補修をする補修方法や（例えば、特許文献１参照）、既設の橋梁用コンクリート床板を補修してサンドイッチ形床板とするプレート連結構造がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、これらの先行技術は、機械構造物における深穴加工のねじ部に生じた加工不良を補修できるものではない。

特開２００４−１８３２９３号公報 特開２００１−５５７１１号公報

ところで、図１０の断面図に示すように、機械構造物１００に深穴加工でねじ部１０２を形成する場合、所定位置に加工側から所定深さまでヌスミ穴１０１を加工し、次にねじ下穴１０３を貫通するように加工する。その後、ねじ下穴１０３にタップでねじ部１０２が形成される（この明細書及び特許請求の範囲の書類中では、ヌスミ穴１０１とねじ部１０２とが連なった穴を「貫通穴１０５」という）。

そして、図示する例では、貫通穴１０５のねじ部１０２を形成する部分に機械構造物１００の板厚変化部（形状変化部でもある）があり、深穴加工となる下穴１０３の形成時に加工工具に芯振れを生じやすく加工不良になりやすい。また、ねじ部１０２のタップ加工時にも芯振れを生じやすく加工不良になりやすい。この加工不良としては、ねじ下穴加工における「下穴の曲がり」や、ねじ加工における「ねじの山欠け」等がある。その上、既設の機械構造物１００においては、ねじ部１０２が周囲の環境によって腐食等の被害を受ける場合もある。

しかしながら、加工機械側から非常に深い加工部位で加工不良を生じた場合、その加工不良を生じた部位を現況の加工工具で補修することは難しく、機械構造物１００を機械加工工程から補修工程に移し、下穴の穴埋めなど行って再度機械加工することになる。しかし、機械構造物１００を通常の工程から補修工程に移し、補修して再度通常の工程に戻すには、非常に多くの時間と労力を要する。しかも、再加工時に再び加工不良を生じるおそれもある。特に、大きな機械構造物において加工不良を生じた場合には、非常に多くの時間と労力を要し、生産性を大幅に低下させる。

そこで、本願発明は、機械構造物における深穴加工のねじ部に加工不良を生じても精度よく補修することができるねじ部補修機具と補修方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明のねじ部補修機具は、機械構造物における深穴加工の貫通穴に加工した不良ねじ部の補修機具であって、前記貫通穴に挿入する駆動軸と、前記駆動軸の先端側を前記貫通穴でガイドするガイド部材と、前記駆動軸の先端部に装着する加工工具と、を備え、前記加工工具は、前記駆動軸を回転させながら加工側に引くことで前記不良ねじ部を貫通側から拡径切削して拡径ねじ下穴を加工するねじ下穴カッタと、前記駆動軸を回転させながら加工側に引くことで前記拡径ねじ下穴に拡径ねじ部を加工するタップと、を有している。この明細書及び特許請求の範囲の書類中において、「加工側」は加工機械を配置する加工側であり、「貫通側」は貫通穴のねじ部加工側をいう。

この構成により、貫通穴に挿入した駆動軸の先端部にねじ下穴カッタを取付け、駆動軸を回転させながら加工側に引くことで、不良ねじ部を貫通側から加工側に向けて切削して拡径ねじ下穴を加工することができる。しかも、駆動軸の先端側をガイド部材で貫通穴にガイドしながら加工するので、深穴加工であってもガイド部材から加工工具までの距離を短くすることができ、精度よく拡径ねじ下穴を加工することができる。その上、その拡径ねじ下穴にタップで拡径ねじ部を精度よく加工することができる。従って、深穴加工の貫通穴に加工したねじ部に加工不良（この「加工不良」は、加工時に生じた不良、腐食などによって生じた不良等を含む）を生じても、その不良ねじ部を補修することができる。

また、前記タップは、加工側端部に食付き部を有し、貫通側端部に逃し部を有していてもよい。

このように構成すれば、拡径ねじ部を加工する時に食付き部でタップの食付きをよくし、加工後のタップを逃し部で貫通側へ安定して抜くことができる。

また、前記拡径ねじ部に螺合する外ねじ部と、前記貫通穴に加工するねじ部と同径の内ねじ部を有するねじブッシュをさらに備えていてもよい。

このように構成すれば、拡径ねじ部を加工後、その拡径ねじ部にねじブッシュを取付ければ、貫通穴に正規ねじ部が加工された正常状態に補修することができる。

また、前記加工工具は、前記貫通穴の貫通側に座ぐり部を加工する座ぐりカッタを有し、前記ねじブッシュは、前記座ぐり部に係合する鍔部を有していてもよい。

このように構成すれば、ねじブッシュの鍔部を拡径穴の座ぐり部に係止して、ねじブッシュを貫通穴の貫通側における定位置に配置することができる。

また、前記加工工具は、前記ねじ下穴カッタの使用前に周囲の機械構造物を切削するアプローチ用カッタを備えており、前記アプローチ用カッタは、１枚又は２枚の刃部を有していてもよい。

このように構成すれば、下穴の先端部分に機械構造物の一部分が存在したとしても、その部分をアプローチ用カッタで切削して、ねじ下穴カッタによる加工を適切な位置で行えるようにできる。

また、前記ガイド部材は、前記駆動軸の所定位置に着脱可能に装着されていてもよい。

このように構成すれば、貫通穴の径に応じてガイド部材を交換すれば、駆動軸の先端側を貫通穴で適切にガイドしながら加工工具で加工することができる。

また、前記駆動軸は、後端部に加工機械の把持部に装着する固定部を有し、前記固定部は、側方から前記把持部に固定できるように構成されていてもよい。

このように構成すれば、長い駆動軸であっても、貫通穴に挿入後、固定部を加工機械の把持部に側方から固定することができる。

一方、本願発明に係るねじ部補修方法は、機械構造物における深穴加工の貫通穴に加工した不良ねじ部の補修方法であって、前記貫通穴に駆動軸を挿入し、前記駆動軸の先端側を前記貫通穴でガイドし、前記駆動軸の先端部に拡径ねじ下穴を加工する加工工具を装着し、前記駆動軸を加工側に引くことで不良ねじ部を貫通側から拡径切削して拡径ねじ下穴を加工した後、前記加工工具をタップに交換して前記駆動軸を加工側に引くことで前記拡径ねじ下穴に拡径ねじ部を加工するようにしている。

この構成により、貫通穴の加工側から挿入した駆動軸の先端部に拡径切削する加工工具を取付け、駆動軸を回転させながら加工側に引くことで、貫通側から加工側に向けて拡径ねじ下穴を加工することができる。しかも、駆動軸の先端側を貫通穴でガイドしながら加工するため、深穴加工であってもガイド部材から加工工具までの距離を短くすることができ、精度よく拡径ねじ下穴を加工することができる。その上、その拡径ねじ下穴に拡径ねじ部を精度よく加工することができる。

また、前記拡径ねじ部を加工後、前記拡径ねじ部に螺合する外ねじ部と、前記貫通穴に加工したねじ部と同径の内ねじ部を有するねじブッシュを、前記拡径ねじ部に取付けるようにしてもよい。

このように構成すれば、拡径ねじ部を加工後、その拡径ねじ部にねじブッシュを取付ければ、貫通穴に正規ねじ部が形成された初期状態に補修することができる。

また、前記拡径ねじ下穴を加工する前に、前記貫通穴の先端部周囲の機械構造物を切削するようにしてもよい。

このように構成すれば、貫通穴の貫通側における機械構造物によって加工工具を正しい位置に配置することができない場合でも、その機械構造物の一部分を切削して加工工具を正しい位置に配置できる空間を形成し、拡径ねじ下穴を精度よく加工することができる。

本願発明によれば、機械構造物における深穴加工のねじ部に加工不良を生じても、加工側から精度よく補修することが可能となる。

図１は本願発明の一実施形態に係るねじ部補修機具における加工具の１つを示す図面であり、(a) は先端部分を半断面で示す側面図、(b) は加工工具の平面図である。 図２は本願発明の一実施形態に係るねじ部補修機具における加工具の他の１つを示す図面であり、(a) は先端部分を半断面で示す側面図、(b) は加工工具の平面図である。 図３は本願発明の一実施形態に係るねじ部補修機具における加工具の他の１つを示す図面であり、(a) は先端部分を半断面で示す側面図、(b) は加工工具の平面図である。 図４は本願発明の一実施形態に係るねじ部補修機具における加工具の他の１つを示す図面であり、(a) は先端部分を半断面で示す側面図、(b) は加工工具の平面図である。 図５は図１〜図４に示すねじ部補修機具によってねじ部を補修する状態を示す断面図である。 図６(a) は図１に示す加工工具による加工を示す説明図であり、図６(b) は図２に示す加工工具による加工を示す説明図である。 図７(a) は図３に示す加工工具による加工を示す説明図であり、図７(b) は図４に示す加工工具による加工を示す説明図である。 図８は本願発明に係るねじブッシュの一例を示す半断面図である。 図９は図８に示すねじブッシュを拡径ねじ部に取付けた補修完了状態の断面図である。 図１０は機械構造物において深穴加工によりねじ部を加工する例を示す断面図である。

以下、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、機械構造物として大型エンジンのシリンダブロックを例に説明する。また、この実施形態のねじ部補修機具１は、後述する図５に示すような機械構造物１００のねじ部１０２における補修を例にして、４種類の加工工具１０，２０，３０，５０を用いたものを例に説明する。

図１(a),(b) は、この実施形態におけるねじ部補修機具１に含まれる加工工具の１つであるアプローチ用カッタ１０を備えた第１加工具１１の図面である。この第１加工具１１は、２段の軸径となった第１駆動軸１２を有している。この第１駆動軸１２には、加工機械に取付ける固定部１３が後端部に設けられ、カッタ取付部１４が先端部に設けられている。固定部１３には、後述する固定面７５が形成されている。

第１駆動軸１２は、先端側の所定位置までが細径のガイド部１５に形成されている。ガイド部１５には、先端側からガイドブッシュ４０が挿入されている。ガイドブッシュ４０は、ガイド部１５の段部１６に当接した状態で、止め輪４１によって保持されている。このガイドブッシュ４０は、第１駆動軸１２の先端側を貫通穴１０５でガイドするガイド部材である。ガイドブッシュ４０は、貫通穴１０５のヌスミ穴１０１とほぼ同等（例えば、０．数ｍｍ 小径）の外径Ｄ０に形成されている。段部１６は、ガイドブッシュ４０がねじ部１０２の近傍に位置するように設けられている。このガイドブッシュ４０により、第１駆動軸１２の先端側における軸心Ｃが貫通穴１０５の軸心位置に保たれるようにしている。

第１加工具１１におけるアプローチ用カッタ１０には、軸中心に対して２枚の刃部１７が反対方向に設けられている。このアプローチ用カッタ１０は、ガイド部１５の軸心Ｃに対して直交するように設けられた挿入穴１８に挿入され、中心部分がボルト１９でガイド部１５の軸心位置に固定されている。この状態で、アプローチ用カッタ１０の刃部１７は、加工側Ｕ（上方）に配置されている。アプローチ用カッタ１０は、切削径がＤ１となっている。この実施形態では、アプローチ用カッタ１０を２枚刃としているが、１枚刃でもよい。

図２(a),(b) は、この実施形態におけるねじ部補修機具１に含まれる加工工具の他の１つである座ぐりカッタ（座面用裏座ぐりカッタ）２０を備えた第２加工具２１の図面である。この第２加工具２１は、２段の軸径となった第２駆動軸２２を有している。この第２駆動軸２２には、加工機械に取付ける固定部２３が後端部に設けられ、カッタ取付部２４が先端部に設けられている。固定部２３には、後述する固定面７５が形成されている。

第２駆動軸２２は、先端側の所定位置までが細径のガイド部２５に形成され、このガイド部２５の段部２６にガイドブッシュ４０が設けられている。ガイドブッシュ４０は、上記第１駆動軸１２に設けられたものと同一の構成であるため、詳細な説明は省略する。

この第２加工具２１における座ぐりカッタ２０には、上記アプローチ用カッタ１０と同じ切削径Ｄ１となった複数枚（この例では３枚）の刃部２７が設けられている。この座ぐりカッタ２０は、第２駆動軸２２の先端に設けられた凸部２８に挿入され、中心部分がボルト２９でガイド部２５の軸心位置に固定されている。この状態で、座ぐりカッタ２０の刃部２７は、加工側Ｕ（上方）に配置されている。この座ぐりカッタ２０により、直径Ｄ１の座ぐりが加工される。

図３(a),(b) は、この実施形態におけるねじ部補修機具１に含まれる加工工具の他の１つであるねじ下穴カッタ（ねじ下穴用裏座ぐりカッタ）３０を備えた第３加工具３１の図面である。この第３加工具３１は、上記第２加工具２１と同一の第２駆動軸２２が用いられている。第２駆動軸２２に関する説明は省略する。

この第３加工具３１におけるねじ下穴カッタ３０には、切削径Ｄ２となった複数枚（この例では３枚）の刃部３７が設けられている。このねじ下穴カッタ３０は、第２駆動軸２２の先端に設けられた凸部２８に挿入され、中心部分がボルト２９でガイド部２５の軸心位置に固定されている。この状態で、ねじ下穴カッタ３０の刃部３７は、加工側Ｕ（上方）に配置されている。このようなねじ下穴カッタ３０により、直径Ｄ２の拡径ねじ下穴が加工される。

図４(a),(b) は、この実施形態におけるねじ部補修機具１に含まれる加工工具の他の１つであるタップ５０を備えた第４加工具５１の図面である。この第４加工具５１は、２段の軸径となった第３駆動軸５２を有している。この第３駆動軸５２には、加工機械に取付ける固定部５３が後端部に設けられ、タップ取付部５４が先端部に設けられている。固定部５３には、後述する固定面７５が形成されている。

第３駆動軸５２は、先端側の所定位置までが細径のガイド部５５に形成され、このガイド部５５の段部５６にガイドブッシュ４０が設けられている。ガイドブッシュ４０は、第１駆動軸１２に設けられたものと同一の構成であるため、詳細な説明は省略する。

この第４加工具５１におけるタップ５０には、上記ねじ下穴カッタ３０によって加工された直径Ｄ２の拡径ねじ下穴に、谷の径Ｄ３の拡径ねじ部を加工する刃部５７が設けられている。この例では、複数枚（４枚）の刃部５７が設けられている。この実施形態のタップ５０は、右リード左回転用の引き上げタップである。

この実施形態のタップ５０は、第３駆動軸５２の先端に設けられた凸部５８に挿入され、中心部分がボルト５９でガイド部５５の軸心位置に固定されている。また、この例では、タップ５０とガイド部５５との間にキー６０が設けられ、タップ５０の周方向のずれを防止している。この第３駆動軸５２と上記第２駆動軸２２とは、同様の構成で加工工具を取付けるようにしてもよい。

また、タップ５０には、軸方向の加工側端部に食付き部６１が設けられ、貫通側端部に逃し部６２が設けられている。食付き部６１は、拡径ねじ下穴９２に対してタップ５０が食付きやすいようにテーパ状に形成されている。逃し部６２は、この実施形態では貫通側端部に向けて縮径するテーパ状に形成されている。この逃し部６２は、アール状に形成されたもの等でもよい。

図５は、上記図１〜図４に示す加工工具１０，２０，３０，５０によって機械構造物１００のねじ部１０２を補修するときの、加工機械７０との関係を示す断面図である。この図では、各加工具１１，２１，３１，５１の各駆動軸１２，２２，５２と機械構造物１００と貫通穴１０５との関係を説明し、各加工工具１０，２０，３０，５０による加工の詳細は、後述する図６(a),(b) と図７(a),(b) で説明する。

機械構造物１００には、所定位置に深穴加工でねじ部１０２が形成されている。補修前のねじ部１０２は、加工側Ｕから所定深さまでヌスミ穴１０１が加工され、その先端部分に下穴１０３が加工され、その下穴１０３にねじ部１０２が加工されたものである（二点鎖線）。ヌスミ穴１０１とねじ部１０２とで貫通穴１０５となっている。

そして、上記ねじ部１０２に加工不良が生じている。この加工不良は、貫通穴１０５の軸心Ｃに対して、ねじ部１０２に曲がりを生じたものとなっている(図６参照）。

このようなねじ部１０２を補修する場合、図示するように、貫通穴１０５の軸心Ｃに対して、簡易な加工機械７０（駆動軸の回転と軸方向移動が可能な機械、例えば、ラジアルボール盤、ポータブルボール盤など）の把持部である工具ホルダ７１の軸心を一致させてセットする。この状態で、各加工具１１，２１，３１，５１の各駆動軸１２，２２，５２の後端に形成された固定部１３，２３，５３を貫通側Ｐから貫通穴１０５に挿入し、工具ホルダ７１に挿入する。

工具ホルダ７１には、側面に固定ねじ７２が設けられており、側方から固定ボルト７３をねじ込んで、各駆動軸１２，２２，５２の固定部１３，２３，５３に形成された固定面（平面部）７５を押圧するようになっている。固定面７５を側方から押圧することで、固定部１３，２３，５３を工具ホルダ７１の内面に押圧して固定している。固定部１３，２３，５３を側方から工具ホルダ（把持部）７１に固定する方法としては、他の方法であってもよい。このように、各加工具１１，２１，３１，５１は、固定部１３，２３，５３を側方から工具ホルダ７１に装着できるようになっている。

これにより、加工機械７０の工具ホルダ７１を軸方向に移動させて各加工具１１，２１，３１，５１を装着するための移動量を極力小さくし、加工機械７０の軸方向移動量（工具ホルダ７１の軸方向移動量）を小さくしている。加工機械７０の軸方向移動量を小さくすることで、簡易な加工機械７０による補修加工を可能としている。従って、機械構造物１００を製造会社などに輸送することなく近い場所で補修することが可能となり、工期の短縮や工費の削減が可能となる。

図５に示す状態は、上記ねじ部１０２の加工不良を補修すべく、加工機械７０の軸心を貫通穴１０５の軸心位置に配置し、この加工機械７０の工具ホルダ７１に各駆動軸１２，２２，５２を取付けた状態である。

そして、各駆動軸１２，２２，５２は、加工機械７０の工具ホルダ７１に取付けた状態では、ガイド部１５，２５，５５に挿入されたガイドブッシュ４０が、貫通穴１０５の加工側近傍におけるヌスミ穴１０１に位置する状態となる。これにより、ガイドブッシュ４０はヌスミ穴１０１の内径とほぼ同じ外径Ｄ０（例えば、ヌスミ穴１０１の内径よいも０．数ｍｍ 小径）で形成されているため、深穴加工であったとしても、長い駆動軸１２，２２，５２の芯ぶれをねじ部１０２の近傍において抑止することができる。このガイドブッシュ４０による芯ぶれ防止は、全ての駆動軸１２，２２，５２において同様であり、作業者の熟練度等によって加工差が生じることも抑止できる。

このようにして加工機械７０の工具ホルダ７１に取付けられた駆動軸１２，２２，５２は、工具ホルダ７１を回転させながら加工側Ｕへ所定速度で引き上げられる（送られる）。これにより、先端の各加工工具１０，２０，３０，５０（図６(a),(b) 、図７(a),(b) ）により、貫通穴１０５のねじ部１０２の部分を適切に加工することができる。ねじ部１０２の部分に示す実線が、各加工工具１０，２０，３０，５０による加工を示している。

次に、図６(a),(b) と図７(a),(b) に基づいて、上記図１〜４に示す各加工工具１０，２０，３０，５０を用いた補修加工の手順を説明する。この実施形態では、上記ねじ部１０２に加工不良（この実施形態では、ねじ部１０２の曲がり（誇張して記載）を例に説明する）を生じているものとする。なお、各加工工具１０，２０，３０，５０による加工は、上記図５に示すように、加工機械７０の工具ホルダ７１に各駆動軸１２，２２，５２を固定した状態から説明する。各駆動軸１２，２２，５２は、貫通側Ｐから挿入され、固定部１３，２３，５３が工具ホルダ７１に固定される。

図６(a) は、上記図１に示すアプローチ用カッタ１０を備えた第１加工具１１によって加工する状態を示している。アプローチ用カッタ１０は、座ぐりカッタ２０（図６）を貫通穴１０５の軸心位置に配置することができない場合に使用される。この例では、機械構造物１００の一部が貫通側Ｐに存在するため、アプローチ用カッタ１０によって機械構造物１００の一部を削り取るようにしている。

まず、第１駆動軸１２の先端にアプローチ用カッタ１０が挿入され、ボルト１９で固定して装着される（図１）。そして、加工機械７０によって工具ホルダ７１を回転駆動することにより、第１駆動軸１２はガイドブッシュ４０によってねじ部１０２の近傍で支持された状態で回転し、アプローチ用カッタ１０によって機械構造物１００の所定位置が切削される。このアプローチ用カッタ１０により、座ぐりカッタ２０が貫通穴１０５の軸心位置で回転できる直径Ｄ１の空間９０が形成される。

図６(b) は、上記アプローチ用カッタ１０で切削した空間９０を利用して、座ぐりカッタ２０により座ぐり加工を行う状態を示している。上記アプローチ用カッタ１０による加工後、工具ホルダ７１から第１駆動軸１２を取外し、第２駆動軸２２が工具ホルダ７１に取付けられる。

そして、第２駆動軸２２の先端に座ぐりカッタ２０が装着され、ボルト２９で固定される（図２）。この座ぐりカッタ２０の取付け時には、上記アプローチ用カッタ１０によって機械構造物１００の一部が切削されて空間９０が形成されているので、その空間９０に座ぐりカッタ２０の一部が位置するように取付けられる。

その後、加工機械７０によって工具ホルダ７１を回転駆動し、加工側Ｕ（上側）に向けて引き上げる。これにより、第２駆動軸２２はガイドブッシュ４０によってねじ部１０２の近傍で支持された状態で回転しながら、座ぐりカッタ２０によって機械構造物１００が直径Ｄ１で切削される。この座ぐりカッタ２０による切削は、ねじ部１０２の貫通側Ｐに所定深さの座ぐり部９１が加工されるまで行われる。座ぐり部９１の深さは、第２駆動軸２２の引き上げ量で管理される。

図７(a) は、上記座ぐりカッタ２０で加工した座ぐり部９１の中心部に、ねじ下穴カッタ３０により下穴加工を行う状態を示している。上記座ぐりカッタ２０による座ぐり部９１の加工後、第２駆動軸２２を貫通側Ｐに移動させ、先端の座ぐりカッタ２０を取外してねじ下穴カッタ３０が装着され、ボルト３９で固定される（図３）。

ねじ下穴カッタ３０を取付け後、工具ホルダ７１を回転駆動し、加工側Ｕ（上側）に向けて引き上げる。これにより、第２駆動軸２２は、ガイドブッシュ４０によってねじ部１０２の近傍で支持された状態で回転しながら、加工不良となっているねじ部１０２（図６）がねじ下穴カッタ３０によって切削される。

これにより、座ぐり部９１の中心位置に直径Ｄ２の拡径ねじ下穴９２が加工される。この実施形態では、後述するねじブッシュ８０を螺合するための雌ねじを加工できる深さの拡径ねじ下穴９２が加工される。

図７(b) は、上記ねじ下穴カッタ３０で加工した拡径ねじ下穴９２にタップ５０（右リードを二点鎖線で示す）で拡径ねじ部９３を加工する状態を示している。上記ねじ下穴カッタ３０による拡径ねじ下穴９２の加工後、第２駆動軸２２を貫通側Ｐに向けて移動させ、工具ホルダ７１から第２駆動軸２２が取外されて第３駆動軸５２が工具ホルダ７１に取付けられる。そして、第３駆動軸５２の先端にタップ５０が装着され、ボルト５９とキー６０で固定される（図４）。

そして、加工機械７０によって工具ホルダ７１を回転駆動し、タップ５０に適した回転と加工側Ｕへの引き上げの送りを与えて、拡径ねじ下穴９２にねじ加工が行われる。この実施形態のタップ５０は、右リード左回転用の引き上げタップであるため、第２駆動軸５２を左回転させなが引き上げられる。これにより、拡径ねじ下穴９２に谷の径Ｄ３の拡径ねじ部９３が加工される。この時、タップ５０は、加工側Ｕに設けられた食付き部６１（図４(a) ）によって拡径ねじ下穴９２に食付いてねじ加工を適切に行うことができる。また、ねじ加工の完了後は、第３駆動軸５２を貫通側Ｐに向けて移動させてタップ５０を加工後の拡径ねじ部９３から取出すが、この時には、タップ５０に設けられた逃し部６２（図４(a) ）によって加工後の拡径ねじ部９３を傷付けることはない。

以上のように、深穴加工によるねじ加工において、軸心のずれやねじ加工の不具合によって加工不良が生じたとしても、その加工不良ねじ部１０２を加工側Ｕから削り取り、正確な拡径ねじ部９３を加工することができる。この状態で拡径ねじ部９３を使用する場合、拡径ねじ部９３に合ったねじ部を有する長いボルトを貫通側Ｐから挿入して植込みボルトとすることができる。

次に、図８に基づいて、上記補修加工によって加工した拡径ねじ部９３に取付けるねじブッシュ８０について説明する。

図示するように、ねじブッシュ８０は、円筒形状に形成され、外周には上記補修加工によって形成された谷の径Ｄ３の拡径ねじ部９３に螺合することができる外径Ｄ３の外ねじ部８１が形成されている。また、内周には、図５に示すヌスミ穴１０１の先端部分に形成されていた正規ねじ部１０２と同じ谷の径Ｄ４の内ねじ部８２が形成されている。この内ねじ部８２は、外ねじ部８１を拡径ねじ部９３に螺合した状態で、貫通穴１０５の加工側Ｕから植込みボルト１１０をねじ込める方向の正規ねじが形成されている。なお、内ねじ部８２の長さＬは、ねじ部１０２よりも少し長くなっている。

さらに、この実施形態のねじブッシュ８０は、上記図２(a),(b) に示す第２加工具２１によって加工される直径Ｄ１の座ぐり部９１に嵌る直径Ｄ１（例えば、０．数ｍｍ 小径）の鍔部８３が形成されている。

図９は、上記図５に示すように加工不良ねじ部１０２に補修加工を行った後、拡径ねじ部９３に図８に示すねじブッシュ８０を取付けた状態の機械構造物１００を示す断面図である。図示するように、タップ５０によって拡径ねじ部９３の加工が完了した後、貫通側Ｐから拡径ねじ部９３にねじブッシュ８０がねじ込まれる。このねじブッシュ８０を取付けると、ねじブッシュ８０に形成された内ねじ部８２は貫通穴１０５の軸心Ｃと一致し、貫通穴１０５の先端部分に正規のねじ部（内ねじ部８２）が形成された状態となる。

そして、貫通穴１０５の加工側Ｕから植込みボルト１１０をねじブッシュ８０の内ねじ部８２にねじ込めば、この植込みボルト１１０を正規ねじ部の内ねじ部８２によって適切に保持することができる。

以上のように、上記ねじ部補修機具１によれば、機械構造物１００における深穴加工のねじ部１０２に加工不良を生じたとしても、加工側Ｕから上記各加工工具１０，２０，３０，５０を選択的に使用することで、そのねじ部１０２を補修することが可能となる。

従って、例えば、大型エンジンのシリンダブロック等のように、長さが十メートル弱、高さが数メートルもある機械構造物１００における深穴加工のねじ部１０２に加工不良を生じたとしても、補修することで加工不良を原因に機械構造物１００を廃棄することがなくなり、機械構造物１００の生産性の低下や損失を抑止することが可能となる。

しかも、ねじ部１０２が周囲の環境によって腐食や機械的な被害を受けたとしても、そのねじ部１０２を切除して新たに正規のねじ部１０２を形成して初期の状態に戻すことが可能となる。そのため、機械構造物１００の保守点検時等でねじ部１０２に被害を生じたとしても、機械構造物１００を据付場所から取外して製造会社などに輸送して補修し、再度機械構造物１００の据付場所に戻して取付ける、という復旧作業を要することなく、ねじ部１０２を形成することができる。従って、機械構造物１００の使用停止期間を抑えるとともに、その輸送と補修工事などに要する費用を抑え、運転効率の向上と費用低減を図ることが可能となる。

なお、上記実施形態では、機械構造物１００として大型エンジンのシリンダブロックを例にし、そのシリンダブロックに形成された貫通穴１０５のねじ部１０２を補修する場合に適したねじ部補修機具１の一例を説明した。しかし、他の機械構造物１００等におけるねじ部を補修する場合には、そのねじ部に適した構成とすればよい。すなわち、機械構造物１００は他の構成であってもよく、各加工工具１０，２０，３０，５０の組合わせ等は、補修する対象に応じて決定すればよく、上記実施形態に限定されるものではない。

また、上記実施形態では、各加工工具１０，２０，３０，５０を取付けるために複数の駆動軸１２，２２，５２を例に説明したが、１つの駆動軸に全ての加工工具１０，２０，３０，５０を取付けるように構成してもよい。しかも、駆動軸と加工工具との組合わせも、上記実施形態に限定されるものではない。

さらに、上記実施形態は一例を示しており、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。

本願発明に係るねじ部補修機具は、大型の機械構造物における深穴加工のねじ部加工に利用することができる。

１ ねじ部補修機具
１０ アプローチ用カッタ（加工工具）
１１ 第１加工具
１２ 第１駆動軸（駆動軸）
１３ 固定部
１４ カッタ取付部
１５ ガイド部
１６ 段部
１７ 刃部
２０ 座ぐりカッタ（加工工具）
２１ 第２加工具
２２ 第２駆動軸（駆動軸）
２３ 固定部
２４ カッタ取付部
２５ ガイド部
２６ 段部
２７ 刃部
３０ ねじ下穴カッタ（加工工具）
３１ 第３加工具
３７ 刃部
４０ ガイドブッシュ（ガイド部材）
５０ タップ（加工工具）
５１ 第４加工具
５２ 第３駆動軸（駆動軸）
５３ 固定部
５４ タップ取付部
５５ ガイド部
５６ 段部
５７ 刃部
６１ 食付き部
６２ 逃し部
７０ 加工機械
７１ 工具ホルダ（把持部）
７３ 固定ボルト
７５ 固定面（平面部）
８０ ねじブッシュ
８１ 外ねじ部
８２ 内ねじ部
８３ 鍔部
９０ 空間
９１ 座ぐり部
９２ 拡径ねじ下穴
９３ 拡径ねじ部
１００ 機械構造物
１０１ ヌスミ穴
１０２ ねじ部
１０５ 貫通穴
Ｕ 加工側
Ｐ 貫通側
Ｃ 軸心

Claims (10)

1. 機械構造物における深穴加工の貫通穴に加工した不良ねじ部の補修機具であって、
   前記貫通穴に挿入する駆動軸と、
   前記駆動軸の先端側を前記貫通穴でガイドするガイド部材と、
   前記駆動軸の先端部に装着する加工工具と、を備え、
   前記加工工具は、前記駆動軸を回転させながら加工側に引くことで前記不良ねじ部を貫通側から拡径切削して拡径ねじ下穴を加工するねじ下穴カッタと、前記駆動軸を回転させながら加工側に引くことで前記拡径ねじ下穴に拡径ねじ部を加工するタップと、を有していることを特徴とするねじ部補修機具。
2. 前記タップは、加工側端部に食付き部を有し、貫通側端部に逃し部を有している請求項１に記載のねじ部補修機具。
3. 前記拡径ねじ部に螺合する外ねじ部と、前記貫通穴に加工するねじ部と同径の内ねじ部を有するねじブッシュをさらに備えている請求項１又は２に記載のねじ部補修機具。
4. 前記加工工具は、前記貫通穴の貫通側に座ぐり部を加工する座ぐりカッタを有し、
   前記ねじブッシュは、前記座ぐり部に係合する鍔部を有している請求項３に記載のねじ部補修機具。
5. 前記加工工具は、前記ねじ下穴カッタの使用前に周囲機械構造物を切削するアプローチ用カッタを備えており、
   前記アプローチ用カッタは、１枚又は２枚の刃部を有している請求項１〜４のいずれか１項に記載のねじ部補修機具。
6. 前記ガイド部材は、前記駆動軸の所定位置に着脱可能に装着されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のねじ部補修機具。
7. 前記駆動軸は、後端部に加工機械の把持部に装着する固定部を有し、
   前記固定部は、側方から前記把持部に固定できるように構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載のねじ部補修機具。
8. 機械構造物における深穴加工の貫通穴に加工した不良ねじ部の補修方法であって、
   前記貫通穴に駆動軸を挿入し、
   前記駆動軸の先端側を前記貫通穴でガイドし、
   前記駆動軸の先端部に拡径ねじ下穴を加工する加工工具を装着し、
   前記駆動軸を加工側に引くことで不良ねじ部を貫通側から拡径切削して拡径ねじ下穴を加工した後、前記加工工具をタップに交換して前記駆動軸を加工側に引くことで前記拡径ねじ下穴に拡径ねじ部を加工することを特徴とするねじ部補修方法。
9. 前記拡径ねじ部を加工後、前記拡径ねじ部に螺合する外ねじ部と、前記貫通穴に加工したねじ部と同径の内ねじ部を有するねじブッシュを、前記拡径ねじ部に取付けるようにした請求項８に記載のねじ部補修方法。
10. 前記拡径ねじ下穴を加工する前に、前記貫通穴の先端部周囲の機械構造物を切削するようにした請求項８又は９に記載のねじ部補修方法。

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