JP2015214806A - ドリル固定工具 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリートまくらぎの埋込雌ネジ栓に残留したボルトの折損部分を、まくらぎを損傷することなく、簡便かつ迅速に取り出す鉄道用コンクリートまくらぎにおける残留折損ボルトの取出にあたり、折損ボルトへの削孔作業を確実かつ効率的に行うことのできるドリル固定工具を提供する【解決手段】取り付け対象のレールへの把持機構を備えるレールクランプ部を設けたドリル台、及びこのドリル台により支持されると共に、前記ドリル台に対して水平面内における位置調整の可能なドリル昇降部を有してなるドリル固定工具である。【選択図】 図１

Description

本発明は鉄道のレールに固定して、その周辺に削孔を行うドリル固定工具に関する。特に、鉄道のコンクリート枕木(以下、まくらぎと表記する)の受部(雌ネジ)に残留する折損ボルトを取り出し、新規なボルトとの交換を行うにあたり作業の効率化をはかることのできるドリル固定工具に関する。

鉄道線路の路盤上に設けられた軌道は、通常、図２に示すように、鉄道車両が走行するレール１０、これを支持しその間隔を一定に保つまくらぎ１４、並びにこれらレール及びまくらぎを支え、走行する車両の重量を路盤に伝える道床(図示せず)などからなる。
レールを支持するまくらぎ(枕木)は、近年、木製ではなくコンクリート製が一般的であり、図２に示すようにクリップピン状に折り返された締結用クリップ２０と締結ボルト２６を用いて、レール１０はまくらぎ１４に固定される。すなわち、レール１０を固定するには、まくらぎ１４の上面に振動吸収材１１を介してレール１０を敷設する。該レール１０の両側の裾広がりの脚部１２に、板バネである締結用クリップ２０の両端部を重ねた押圧部２１をあて、クリップ反対側の折り返し部２２を、弾性体１５を介してまくらぎ１４上に位置させる。つぎに該締結用クリップ２０の中間部に設けられた上下一対のボルト孔２３ａ,２３ｂとそれらに対応するまくらぎ１４の埋込雌ネジ栓１６に締結ボルト２６を差し込み、この締結ボルト２６のボルト胴部２７をまくらぎ１４の雌ネジ栓１６に所定のトルク値までねじ込む(右側ボルトは図中着色しボルト胴部まで図示)。このようにして、レール１０は締結ボルト２６のボルト頭部２８と、まくらぎ１４の雌ネジ栓１６の内部に形成された雌ネジ部との間の押圧力により、締結用クリップ２０、ワッシャ２４を介してまくらぎ１４に確実に固定される。

このようにレールの固定を行う締結ボルトは、永年にわたり繰り返される車両の走行荷重や振動により金属疲労を生じ、また、厳しい風雨、気温など自然環境にも曝されている。鉄道運行の安全性、快適性を確保する上において、レールがまくらぎに確実に固定されていることが極めて重要であることは言うまでもない。このため、レールとまくらぎの締結状態の点検は定期的あるいは必要に応じ行われる。このような点検作業でボルト交換したり、緩み点検により古いボルトを緩めたときに締結ボルトが折れ、まくらぎの埋込雌ネジ栓にボルト胴部が取り残されるトラブルの生じることがある。また、軌道の点検時、締結ボルトが折損して頭部の無くなったボルト胴部が残っているのが発見されることもある。このようなコンクリートまくらぎの埋込雌ネジ栓中に残存し、ボルト頭部のないボルト胴部を取り出すことは困難を極める(図３)。

従来、まくらぎの埋込雌ネジ栓に残存する折損ボルトを取り出し除去するには、まくらぎ全体を新たなものに交換したり、あるいは埋め込み栓部分を丸ごと撤去し、その跡に新たな埋込雌ネジ栓を取り付けて再生する方法が採用されている。しかしながら、このような従来の工法では、作業効率が低くコストも極めて大きい。
また、特開2003-268704号公報には、折損ボルトの除去にあたり、まくらぎに設けられた古い受部(埋込雌ネジ栓)ごと折損ボルトを取り出し、まくらぎの古い受部の更新をはかる方法が提案されているが、このような方法もなお作業に要する時間とコストは相当に大きい。

そこで本発明者らは、コンクリートまくらぎの埋込雌ネジ栓に残留したボルト折損部をまくらぎの損傷なしに簡便かつ迅速に取り出す工法を開発し先に出願した(特開2013-221289号公報)。かかる取り出し方法は、まくらぎに残留する折損ボルトに削孔を行い、これに逆ネジを有する取り出し用のエクストラクターをねじ込み折損ボルトの取り出しを行うものである。この作業にあたっては、折損した残留ボルト部の中央に削孔する必要があり、このような作業を確実かつ効率的に行うことが必要である。

特開２００３−２６８７０４号公報 特開２０１３−２２１２８９号公報

本発明は、コンクリートまくらぎの埋込雌ネジ栓に残留したボルトの折損部分を、まくらぎを損傷することなく、簡便かつ迅速に取り出す鉄道用コンクリートまくらぎにおける残留折損ボルトの取出にあたり、折損ボルトへの削孔作業を確実かつ効率的に行うことのできるドリル固定工具を提供するものである。

(ｉ)本発明は、取り付け対象のレールへのクランプ機構を備えるレールクランプ部を設けたドリル台、及びこのドリル台により支持されると共に、前記ドリル台に対して水平面内における位置調整の可能なドリル昇降部を有してなるドリル固定工具を提供する。
(ii)また、本発明はレールクランプ部が、
(１)水平桿及びその一端より垂下し先端が内方に鈎状に曲がる垂直桿よりなるＬ字型のクランプ本体、及び
(２)前記垂直桿に向かい合って回動可能に取り付けられ、かつ垂直桿に対応した形状を有して先端が内方に鈎状に曲がるに開閉クランプ
を有する前記(ｉ)のドリル固定工具を提供する。

(iii)本発明はレールクランプ部が、取り付け対象のレール頭部上面を押圧してレールクランプ部をレールに固定するクランプ固定具を更に設けてなる前記(ii)のドリル固定工具を提供するものである。
(iv)本発明は前記(ｉ)〜(iii)において、ドリル昇降部のドリル支柱に、ドリル刃が貫通するガイド孔を設けた削孔ガイド治具を昇降可能に設けてなるドリル固定工具を提供するものである。

本発明のドリル固定工具は、鉄道のレール近傍の削孔、特にコンクリートまくらぎに残留した折損ボルトの取り出し作業にあたり、ドリル作業を効率的かつ安定して行うことができる。

(ａ)本発明のドリル固定工具を示す説明図、 (ｂ１)レールクランプ部をレール上に乗せた状態の部分説明図、 (ｂ２)レールクランプ部の開閉クランプを閉じた状態の部分説明図、 (ｂ３)レールクランプ部のクランプ固定具を作動した状態の部分説明図 (ｃ１)ドリル昇降部下部の位置調整機構を示す部分説明図、 (ｃ２)上記の位置調整機構を固定状態とした部分説明図である。 鉄道線路のレール及びまくらぎを示す断面説明図である。 残留折損ボルトの存在するまくらぎの状態を示す説明図である。 残留折損ボルトに対する切削工程を示す説明図である。 残留折損ボルト取り出し工程を示す説明図である。

つぎに本発明のドリル固定工具を、その一具体例を示す図面を参照して説明する。図１は本発明のドリル固定工具を示す概略図である。図１(ａ)において、ドリル固定工具１は、レールクランプ部５０を備えるドリル台７０、及びこのドリル台により支持されると共に、レールに固定したドリル台に対して水平面内の位置調整が可能なドリル昇降部８０からなる。

（ドリル台）
図１中(ｂ１)〜(ｂ３)は前記ドリル台のレールクランプ部５０にかかる部分説明図である。ドリル台７０は、取り付け対象のレール１０の頭部Ｔの幅を覆う寸法を有する板部材である水平板７１、該水平板の一方の端部より同レール側面に垂下して設けられた垂直板７２、及び該垂直板の下端部より水平に伸びる水平基板７３を有する。これら部材の両端面近傍には、取り付け対象のレールへのクランプ機構であるレールクランプ部５０が取り付けられ、車両走行方向の上下にてレール頭部Ｔを把持固定する。

レールクランプ部５０は、本発明のドリル固定工具１を、軌道上のレール頭部Ｔに取り付ける部材であり、Ｌ字型のクランプ本体５５とＩ字形の開閉クランプ５７から構成されるクランプ機構を有し、レールへの確実な固定を確保するクランプ固定具６１が設けられる。
クランプ本体５５はドリル台７０の水平板７１及び垂直板７２の両者が構成する直角な端面近傍に取り付けられるＬ字型の部材であり、水平板の端部に沿い設けられた水平桿５１及びその一端より垂下して垂直板の端面に沿う垂直桿５２からなり、垂直桿は先端が内方(レール側)に鈎状に曲がる。

開閉クランプ５７は、前記垂直桿５２に向かい合って水平桿５１の他端部に回動可能に取り付けられ、その先端は垂直桿５２の先端と同様に内方(レール側)に鈎状に曲がっている。開閉クランプ５７は、クランプレバー５８の操作により公知の開閉ロック機構を作動させ、クランプ機構の各部材先端に設けられた対称位置の鈎状部分の協働によりレール頭部Ｔの下面(顎下面)を抱え込むようにしてレール頭部Ｔを締め付ける(図１(ｂ２))。
クランプ固定具６１はドリル台７０の水平板７１に形成した雌ネジ部に取り付けられ(螺着)、水平板を貫通して進退可能な雄ネジ部材６３及びその先端に設けられた押圧板６４からなる。雄ネジ部材６３を回転して押圧板６４をレール頭部Ｔの上面に強く押し付けることにより、レールクランプ部５０のレールへの取り付けを確実にする(図１(ｂ３))。

図１(ｃ１)−(ｃ２)は前記のドリル台７０上に設けたドリル昇降部８０の下部の位置調整機構を示す部分説明図である。ドリル台７０の水平基板７３には第１の透孔７４が設けられ、ドリル昇降部８０のドリル支柱８１下端から下方に伸びたガイド棒８２が貫通し、その先端には抜落ち防止のためストッパー板８３が設けられる。水平基板７３の上面には４基のボール機構７５が設けられ、その上に載置された重量物であるドリル昇降部８０の基盤８５を水平位置の調整が可能に支持しドリル先の位置を設定調整する。

（ドリル昇降部）
ドリル昇降部８０は、ドリル台７０の水平基板７３に対する水平面内の位置を調整・固定する位置調整機構を備える基盤８５、該基盤から立設したドリル支柱８１及び該ドリル支柱との間に設けたラック−ピニオンからなる周知の昇降機構(図示せず)により昇降自在に取り付けたドリル保持部８６を有する。該ドリル保持部は市販ドリルの固定が可能な適宜の取り付け機構を備え、切削作業にあたってはドリル支柱８１に沿ってドリル刃の昇降操作を行い削孔操作を行う。

基盤８５に設けた位置調整機構は、昇降部固定レバー９１、該レバーから下方に延びドリル台の水平基板７３に設けた第２の透孔７７を貫通する操作桿９２を有しており、該操作桿の先端には昇降部固定レバー９１の操作により水平基板７３の下面を上方に締め付けてドリル昇降部８０をドリル台７０に固定する固定板９３が設けられる。昇降部固定レバー９１は公知の解放−固定機構を有しており、レバーを解放側または固定側に操作して操作桿９２の上下動を行う。ドリル昇降部８０の位置調整にあたっては、ドリル台７０の上に設けたボール機構７５に支持された基盤８５を前後左右に移動、位置調整し、所定の位置で固定用レバー９１を固定側に操作してドリル台７０に対するドリル昇降部８０の水平位置を調整、固定する(図１(ｃ２))。

(削孔作業)
つぎに本発明のドリル固定工具の使用法を、鉄道用コンクリートまくらぎの残留折損ボルトを除去し・取出す場合を例にとり説明する。図２に示すように、レール１０は正常な状態では締結用クリップ２０と締結ボルト２６によりまくらぎ１４に固定されている。
図３及び図４は、残留折損ボルトの除去・取出作業を示す説明図である。図３(ａ)において、右側の締結ボルト２６は中間部でボルト胴部２７が折損している。このような中間で折損し埋込雌ネジ栓１６内に残存したボルト胴部２７は、正常な締結ボルトのようにスパナ等でボルト頭部２８を回転させても取り出すことはできない。残留ボルト胴部２７の除去にあたっては、まずボルト頭部２８及び締結用クリップ２０を撤去する(図３b)。

折損ボルトの取り出し作業にあたっては、まずドリルを取り付けた本発明のドリル固定工具１をレール１０の頭部Ｔに確実に固定する。この固定作業にあたっては、クランプ機構を構成するクランプ本体５５の水平桿５１の部分をレール頭部Ｔの上面に載せる(図１(ｂ１))。ついで、クランプレバー５８を閉鎖側に作動させて開閉クランプ５７を閉じレールを掴む(図１(ｂ２))。この動作により開閉クランプ５７先端及びクランプ本体の垂直桿５２先端にある鈎状突起が、レールの両側より頭部Ｔの傾斜する下面(顎下面)を抱え込むように締め付けドリル台７０の固定が行われる。つぎに、クランプ固定具６１の雄ネジ部材６３を捻ることにより押圧板６４がレール頭部Ｔの上面を押圧してドリル固定工具１をレールに３点保持し安定かつ確実な取り付けが行われる(図１(ｂ３))。
つぎにドリル昇降部８０を水平に移動・調整し、ドリル刃の先端を削孔位置である折損ボルトの芯に合わせ、昇降部固定レバー９１をロック側に操作してドリル台の水平基板７３とドリル昇降部の基盤８５との固定を行う(図１(ｃ１)−(ｃ２))。削孔作業は、ドリル保持部８６を昇降機構によりドリル支柱８１にそって下降させて行う。

前記操作によりレールに確実に固定されたドリルを用いて、折損ボルト頭部の撤去跡に残る折損ボルトへの切削を行う(図４)。図４(ｂ１)に示すように、折損ボルト頭部が撤去された空間に、削孔ガイド治具３０を挿入する。この削孔ガイド治具は、埋込雌ネジ栓１６に適合して収納される概略円筒形をなし、軸中央には工具ドリルのドリル刃(回転刃)が貫通するガイド孔が形成され、外面には埋込雌ネジ栓１６に対応してネジ山が設けられている。ガイド孔はドリル刃の回転を可能とし回転時の刃の振れを防止するに適切な径を備える。前記固定したドリルのドリル刃をこのガイド孔に貫通させ、ドリルを徐々に下降させて残存するボルト胴部２７の上面中央より孔を削っていく。作業においては削孔ガイド治具３０のため削孔すべき中央位置取りが容易となり、残存するボルト胴部２７の上面中央に安定した削孔２９が形成される。
図４(ｂ１)では、削孔ガイド治具は、折損ボルトの除去跡に設置されているが、本発明のドリル固定工具のドリル昇降部のドリル支柱８１に、ドリル刃が貫通するガイド孔を設けた同様の削孔ガイド治具３０を昇降可能に設けて削孔を行ってもよい(図４(ｂ２))。

つぎに図５に示すように、残存ボルト胴部２７に形成された削孔２９に、前記締結ボルト２６とは逆ネジで、基部から先端に向けてテーパーを設けた先細状で、かつ先端径が前記削孔２９の径より小径のビス状のエキストラクター３４をハンマー３５にて打ち込む(図５(ａ))。ついで、エキストラクター３４の頭部をボックススパナ３６により逆ネジ方向に捻る(図５(ｂ))。このような回転動作により、エキストラクター３４は残存ボルトの削孔２９に進行し、残存のボルト胴部２７とより強固に一体化すると共に、順ネジであるボルト胴部２７には逆に強い取り出し方向のトルクが加わる。ボックススパナ３６の前記回転操作を継続することにより、しだいに埋込雌ネジ栓１６よりボルト胴部２７が順ネジの取り出し方向に回転して取り出される。このようにして、折損ボルト胴部が撤去されたまくらぎの埋込雌ネジ栓１６は元来の形状、機能を保有している(図５(ｃ))。
この後は、通常の作業により締結用クリップ２０を締結ボルト２６によりまくらぎ１４に取り付けてもとのとおりにレール１０が固定される(図２)。

本発明のドリル固定工具は、鉄道レールに固定して、レール近傍の削孔、特に鉄道のまくらぎの受部に残留する折損ボルトを取り出すにあたり作業の効率化をはかることができる。

１ ドリル固定工具 １０ レール Ｔ レール頭部
１４ まくらぎ １６ 埋込雌ネジ栓 ２０ 締結用クリップ
２６ 締結ボルト ２７ ボルト胴部 ２８ ボルト頭部
２９ 削孔 ３０ 削孔ガイド治具 ３２ ドリル
３４ エキストラクター ３６ ボックススパナ ５０ レールクランプ部
５１ 水平桿 ５２ 垂直桿 ５５ クランプ本体
５７ 開閉クランプ ５８ クランプレバー ６１ クランプ固定具
６３ 雄ネジ部材 ６４ 押圧板 ７０ ドリル台
７１ 水平板 ７２ 垂直板 ７３ 水平基板
７４ 透孔 ７５ ボール機構 ７７ 透孔
８０ ドリル昇降部 ８１ ドリル支柱 ８２ ガイド棒
８３ ストッパー板 ８５ 基盤 ８６ ドリル保持部
９１ 昇降部固定レバー ９２ 操作桿 ９３ 固定板

Claims (4)

1. 取り付け対象のレールへの把持機構を備えるレールクランプ部を設けたドリル台、及びこのドリル台により支持されると共に、前記ドリル台に対して水平面内における位置調整の可能なドリル昇降部を有してなるドリル固定工具。
2. 前記レールクランプ部が、
   (１)水平桿及びその一端より垂下し先端が内方に鈎状に曲がる垂直桿よりなるＬ字型のクランプ本体、及び
   (２)前記垂直桿に向かい合って回動可能に取り付けられ、かつ垂直桿に対応した形状を有して先端が内方に鈎状に曲がるに開閉クランプ
   を有する請求項１のドリル固定工具。
3. レールクランプ部が、取り付け対象のレール頭部上面を押圧してレールクランプ部をレールに固定するクランプ固定具を更に設けてなる請求項２のドリル固定工具。
4. ドリル昇降部の支柱に、ドリル刃が貫通するガイド孔を設けた削孔ガイド治具を昇降可能に設けてなる請求項１〜３いずれかのドリル固定工具。