JP4160585B2 - ワンサイドボルトの除去方法及び除去工具 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管等の閉鎖断面または締め付け側より一人でボルト挿入が不可能な鉄骨を使用した鉄骨躯体の接合等に用いられるワンサイドボルトの除去方法及び除去工具に関するものである。

ワンサイドボルトは、盲ボルト、あるいは片側締込みリベッド等とも呼ばれる軸状の盲止め具であり、各種の用途に使用されている。図４（イ）にそのワンサイドボルトの構造を示す。ワンサイドボルト１は、ピン２と、その外周にピン２の頭部２ａ側から順に並んで外挿されるバルブスリーブ３、グリップスリーブ４、シャー座金５、受け座金６及びナット７を有する。

ピン２は、雄ねじ部２ｂの中間に破断溝２ｃを有し、雄ねじ部２ｂに続いて先端にテール部２ｄを有する。テール部２ｄは、外径面を多角面に形成してあり、締付工具のテール部係合部で把握されるようになっている。バルブスリーブ３は、グリップスリーブ４よりも軟質の材料で形成されて軸方向力の負荷で外側へ鍔状に塑性変形可能なものとされる。例えば、グリップスリーブ４は硬質の鋼合金とし、バルブスリーブ３は軟質の鋼合金とされる。

このワンサイドボルト１の施工は、回転式の電動締付工具（図示せず）を用いて行うことができる。即ち、締付工具でテール部２ｄを把持した状態で、同工具のボックス状のナット係合部でナット７を締め付ける。これにより、頭部２ａと受け座金６の間に圧縮力が作用して受け座金６、グリップスリーブ４及びバルブスリーブ３が挟み付けられ、まず先端のバルブスリーブ３が外側へ鍔状に塑性変形し始める。この結果、同図（ロ）に示すようなバルビング部３ａが形成される。さらにナット７の締め付けを行うと、シャー座金５が剪断し、グリップスリーブ４が受け座金６内に進入する。これにより、バルブスリーブ３のバルビング部３ａが被締め付け材Ａの表面に当接し、受け座金６を介してナット７とバルビング部３ａとの間で被締め付け材Ａに締付軸力が導入される。そして、ナット７をさらに締め付け回転させると、所定の軸力が導入された状態で、テール部２ｄが破断溝２ｃで破断する（特許文献１，２）。

特開平７−２５９１８２号 特開平１１−１５９５０９号

このような構造のワンサイドボルトにあっては、施工後、バルビング部３ａが邪魔をしてピン２を手前に引き抜くことができないため、ワンサイドボルトが経年変化により劣化して取り外す必要が生じたためにワンサイドボルトを再施工する場合、閉鎖状態となっている被締め付け材Ａの内側にピン２をバルブスリーブ３共々落とし込むか、あるいは被締め付け材Ａの内側の構造上の問題でピン２の落とし込みができない場合は、被締め付け材Ａに新しく孔を明け、追加のワンサイドボルトを施工せざるを得なかった。

しかしながら、被締め付け材Ａに新しく孔を明けると、その強度は低下するから、むやみやたらとこの方法は採ることができない。そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、既設のピンを手前に引き抜くことができて、その既設の孔を再利用することができるワンサイドボルトの除去方法及び除去工具を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、被締め付け材Ａに形成した孔ａにピン２の頭部２ａ側からピン２を挿通した後、該ピン２に外挿されるスリーブ３にバルビング部３ａを形成することにより、被締め付け材Ａの表面側にてピン２の雄ねじ部２ｂに螺合するナット７と被締め付け材Ａの裏面側のバルビング部３ａとの間で被締め付け材Ａを締結するようにしたワンサイドボルトの除去方法であって、前記スリーブ３と略同じ径を有する円筒状カッター１０を用い、少なくとも前記バルビング部３ａが分離されるまで前記被締め付け材Ａの表面側からスリーブ３の端面を切削していくことを特徴とするワンサイドボルトの除去方法である。

かかる構成によれば、円筒状カッター１０がスリーブ３の端面を切削していき、バルビング部３ａよりもピン２の頭部２ａ側におけるスリーブ３の本体部（塑性変形されていない部分）からバルビング部３ａが分離されるまで切削が進められる。あるいは、スリーブ３の本体部全てを切削して無くすようにしてもよい。これらの状態にあっては、分離されたバルビング部３ａ内をピン２の頭部２ａが通過可能となるため、ピン２を手前に引き抜くことが可能となる。分離されたバルビング部３ａは被締め付け材Ａの内側に残るが、小片なので残っても問題はない。

また、本発明は、被締め付け材Ａに形成した孔ａにピン２の頭部２ａ側からピン２を挿通した後、該ピン２に外挿されるスリーブ３にバルビング部３ａを形成することにより、被締め付け材Ａの表面側にてピン２の雄ねじ部２ｂに螺合するナット７と被締め付け材Ａの裏面側のバルビング部３ａとの間で被締め付け材Ａを締結するようにしたワンサイドボルトの除去工具であって、前記スリーブ３と略同じ径を有し、前記被締め付け材Ａに対して相対回転不能に支持される円筒状カッター１０と、該円筒状カッター１０と同軸に配置され、前記ピン２を保持して該ピン２に軸回りの回転力を付与すると共に、前記円筒状カッター１０から軸方向に離間するよう可動自在に支持される回転部材１７とを備えてなることを特徴とするワンサイドボルトの除去工具である。

かかる構成によれば、回転部材１７を回転させると、ピン２が軸回りに回転する。そして、ピン２が軸回りに回転すると、これに圧着しているスリーブ３も軸回りに回転する。この状態で、回転部材１７を円筒状カッター１０から軸方向に離間させていくと、ピン２は徐々に被締め付け材Ａの孔ａから引き出されていくが、この際、スリーブ３の端面に円筒状カッター１０の切削力が付与され、スリーブ３の端面の切削が行われていく。そして、回転部材１７の離間（ピン２の引き出し）は、スリーブ３のバルビング部３ａに円筒状カッター１０が至るまで行われることにより、バルビング部３ａがスリーブ３の本体部から分離され、しかる後は、ピン２を手前に引き抜くことが可能となる。

この場合、前記円筒状カッター１０は、前記被締め付け材Ａの裏面から突出する長さに形成されると共に、前記円筒状カッター１０を直接又は間接的に取り付け可能なマグネット２０を備える構成を採用することができる。かかる構成によれば、マグネット２０を例えば被締め付け材Ａに磁着させることにより、円筒状カッター１０を被締め付け材Ａに対して相対回転不能に支持する。この状態では、円筒状カッター１０が被締め付け材Ａの裏面から突出する、即ち、スリーブ３のバルビング部３ａが被締め付け材Ａの裏面から離間しているので、回転部材１０の離間（ピン２の引き出し）が可能である。

また、本発明に係る除去工具は、前記回転部材１７を保持する電動工具２１と、該電動工具２１を保持して前記被締め付け材Ａに対して電動工具２１を接離させる昇降台２２とを備えてなる構成を採用することもできる。かかる構成によれば、昇降台２２を例えば被締め付け材Ａの上に載置したり、被締め付け材Ａに固定することにより、回転部材１７を円筒状カッター１０から軸方向に離間するよう可動自在に支持し、また、この状態で、電動工具２１をＯＮにすることにより、ピン２に軸回りの回転力を付与する。

以上の如く、本発明によれば、バルビング部を分離することにより、既設のピンを手前に引き抜くことができ、これにより、被締め付け材の既設の孔を再利用してワンサイドボルトを施工することができる。従って、被締め付け材に新しく孔を明けて追加のワンサイドボルトを施工しなくて済み、被締め付け材の強度低下を防止することもできる。

また、本発明は、円筒状カッターと回転部材との相対回転により、スリーブの端面を切削していくものであるが、本発明に係る除去工具は、円筒状カッターが固定であり、その中心に位置する回転部材を回転させる構造であるため、遊星ギア等を用いて円筒状カッターを回転させるといった複雑な機構が不要で小型化を図れ、例えば汎用的な電動工具を利用して簡単に除去作業を行うことができる。

以下、本実施形態に係る除去工具について図１に基づき説明する。本実施形態に係る除去工具は、スリーブ３と略同じ径を有し、被締め付け材Ａに対して相対回転不能に支持される円筒状カッター１０と、ピン２を保持して該ピン２に軸回りの回転力を付与すると共に、円筒状カッター１０から軸方向に離間するよう可動自在に支持される回転部材１７とを備えて構成される。

円筒状カッター（いわゆる「ホールソー」）１０は、円筒状部１１と、該円筒状部１１の基端に一体的に取り付けられる基部１２とからなり、円筒状部１１の先端には、切削刃（図示しない）が取り付けられている。該切削刃は、後述する理由で、回転部材１７の回転方向（通常、右回転）と逆方向（通常、左回転）で切削力が作用する配置となっている（いわゆる「逆勝手」）。

また、円筒状カッター１０は、被締め付け材Ａに形成された孔ａとピン２との間の環状空間（スリーブ３，４が挿入される空間）に挿入可能なよう、円筒状部１１の外径（より正確には、切削刃の作用域外径）が孔ａの内径よりも小さく、且つ円筒状部１１の内径（より正確には、切削刃の作用域内径）がピン２の外径よりも大きく設定されている。

また、円筒状カッター１０は、後述する理由で、円筒状部１１の外径（より正確には、切削刃の作用域外径）がピン２の頭部２ａの外径と略一致するかそれよりも大きく設定されている。円筒状部１１の内径（より正確には、切削刃の作用域内径）は、スリーブ３の内径と略一致するかそれよりも小さく設定されているが、スリーブ３の内径よりも大きく設定しても構わない。

さらに、円筒状カッター１０を被締め付け材Ａに対して相対回転不能に支持するために、固定部材１３が用意されている。該固定部材１３は、円筒状部１４と、該円筒状部１４の基端に一体的に取り付けられる基部１５とからなり、図２に示す如く、基部１５に取り付けた周知のマグネット（レバーの切り替えで磁着をＯＮ−ＯＦＦできるもの）２０を被締め付け材Ａに磁着させるようになっている。

円筒状カッター１０が支持された状態にあっては、円筒状カッター１０の先端（切削刃）が被締め付け材Ａの裏面から突出するよう、より詳しくは、円筒状カッター１０の先端（切削刃）が被締め付け材Ａの裏面から少なくともバルビング部３ａの厚み分だけ突出するよう、固定部材１３に位置決めされる。即ち、図１に示す如く、円筒状カッター１０（の基部１２）に径方向の雌ねじ部１０ａが形成される一方、固定部材１３（の円筒状部１４）に径方向の通孔１３ａが形成され、該通孔１３ａに挿通したビス１６が雌ねじ部１０ａに螺着されると、円筒状カッター１０の先端（切削刃）が被締め付け材Ａの裏面から突出するようになっている。

回転部材１７は、内周面に雌ねじが形成された円筒状部１８と、先端に雄ねじ部１９ａが形成され且つ基端にチャッキング部１９ｂが形成され、円筒状部１８の雌ねじの一部に雄ねじ部１９ａが螺着される基部１９とからなり、図２に示す如く、昇降台２２に保持された電動工具２１にチャッキングされて保持されるようになっている。

また、図１に戻り、回転部材１７は、ピン２を保持できるよう、円筒状部１８の雌ねじが該ピン２の雄ねじ部２ｂと同サイズに形成され、基部１９の雄ねじ部１９ａが螺着されていない残りの部分にピン２の雄ねじ部２ｂが螺着されるようになっている。

さらに、回転部材１７は、円筒状カッター１０との芯出しが自動的にできるよう、一部（円筒状部１８）が円筒状カッター１０に形成された孔（基部１２に形成された孔）に挿入されるようになっている。

本実施形態に係る除去工具は、以上の構成からなり、次に、それを用いたワンサイドボルトの除去方法について図３に基づき説明する。

まず、除去作業を行うに当たって、ワンサイドボルトのグリップスリーブ４、シャー座金５、受け座金６及びナット７を取り除いて、ピン２、バルブスリーブ３だけの状態にする。その上で、除去工具をセットし、図３（イ）の状態にする。尚、図３においては、固定部材１３は図示していない。

しかる後、電動工具２１をＯＮにし、該電動工具２１を除去に引き上げていく。すると、ピン２は回転されつつ引き上げられ、これに伴い、ピン２に圧着するスリーブ３も回転されつつ引き上げられる。そして、スリーブ３は右回転するのに対し、円筒状カッター１０は固定されていると共に、左回転で切削作用が生じるようになっているので、この際、スリーブ３の端面に円筒状カッター１０の切削力が付与され、スリーブ３の端面の切削が行われていくこととなる（同図（ロ））。

切削は、円筒状カッター１０の先端がバルビング部３ａを抜けるまで行われる（同図（ハ））。これにより、バルビング部３ａは、スリーブ３の本体部から分離され、該本体部を伴えたピン２は、バルビング部３ａ内を通過することができ、ピン２を引き抜くことが可能となる。

ピン２が引き抜かれた（バルビング部３ａは残るが）後は、被締め付け材Ａの孔ａが開放されるため、ここに新たなワンサイドボルトを施工することができる。従って、本実施形態によれば、被締め付け材Ａに新しく孔ａを明けて追加のワンサイドボルトを施工しなくて済み、被締め付け材Ａの強度低下を防止することができるのである。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、円筒状カッター１０が軸方向に固定されているため、円筒状カッター１０を被締め付け材Ａの裏面から突出させ、スリーブ３のバルビング部３ａを被締め付け材Ａの裏面から離間させて、スリーブ３の軸方向の移動代（切削代）を得るようにしているが、円筒状カッターを軸方向に可動自在とする機構を付加すれば、スリーブ３を軸方向に移動させる必要が無くなり、その結果、バルビング部３ａが被締め付け材Ａの裏面に当接したままの状態で切削を行うことができる。

また、上記実施形態においては、円筒状カッター１０を固定とし、回転部材１７を可動としているが、ピン２が供回りしないように保持する手段を設けると共に、円筒状カッター１０を回転させて切削するようにしてもよい。但し、この場合、保持手段との干渉を防止するために円筒状カッター１０を外周方向から回転させる遊星ギア機構が必要となり、装置が大型化するおそれがあり、その点で、前者の方がより好ましい。

また、上記実施形態においては、製作容易性の点から、円筒状カッター１０、固定部材１３、回転部材１７をそれぞれ複数の部品で構成しているが、これに限定されるものではない。

また、対象となるワンサイドボルトは上記実施形態のものに限定されることはなく、二つのスリーブ３，４が一体化されたもの、二つの座金５，６が一体化されたもの、ピン２の頭部２ａ側に段部が形成されたもの等、周知の何れのワンサイドボルトをも対象とするものである。

本実施形態に係るワンサイドボルトの除去工具における要部構成の断面図を示す。 同実施形態に係るワンサイドボルトをセットした状態の斜視図を示す。 同実施形態に係るワンサイドボルトの除去方法の説明図であって、（イ）は、セット状態、（ロ）は、切削中、（ハ）は、切削完了を示す。 ワンサイドボルトの断面図であって、（イ）は、施工前、（ロ）は、施工後を示す。

符号の説明

１…ワンサイドボルト、２…ピン、２ａ…頭部、２ｂ…雄ねじ部、３…バルブスリーブ、３ａ…バルビング部、７…ナット、１０…円筒状カッター、１３…固定部材、１７…回転部材、２０…マグネット、２１…電動工具、２２…昇降台、Ａ…被締め付け材、ａ…孔

Claims (3)

1. 被締め付け材（Ａ）に形成した孔（ａ）にピン（２）の頭部（２ａ）側からピン（２）を挿通した後、該ピン（２）に外挿されるスリーブ（３）にバルビング部（３ａ）を形成することにより、被締め付け材（Ａ）の表面側にてピン（２）の雄ねじ部（２ｂ）に螺合するナット（７）と被締め付け材（Ａ）の裏面側のバルビング部（３ａ）との間で被締め付け材（Ａ）を締結するようにしたワンサイドボルトの除去方法であって、前記スリーブ（３）と略同じ径を有する円筒状カッター（１０）を用い、少なくとも前記バルビング部（３ａ）が分離されるまで前記被締め付け材（Ａ）の表面側からスリーブ（３）の端面を切削していくことを特徴とするワンサイドボルトの除去方法。
2. 被締め付け材（Ａ）に形成した孔（ａ）にピン（２）の頭部（２ａ）側からピン（２）を挿通した後、該ピン（２）に外挿されるスリーブ（３）にバルビング部（３ａ）を形成することにより、被締め付け材（Ａ）の表面側にてピン（２）の雄ねじ部（２ｂ）に螺合するナット（７）と被締め付け材（Ａ）の裏面側のバルビング部（３ａ）との間で被締め付け材（Ａ）を締結するようにしたワンサイドボルトの除去工具であって、前記スリーブ（３）と略同じ径を有し、前記被締め付け材（Ａ）に対して相対回転不能に支持される円筒状カッター（１０）と、該円筒状カッター（１０）と同軸に配置され、前記ピン（２）を保持して該ピン（２）に軸回りの回転力を付与すると共に、前記円筒状カッター（１０）から軸方向に離間するよう可動自在に支持される回転部材（１７）とを備えてなることを特徴とするワンサイドボルトの除去工具。
3. 前記回転部材（１７）を保持する電動工具（２１）と、該電動工具（２１）を保持して前記被締め付け材（Ａ）に対して電動工具（２１）を接離させる昇降台（２２）とを備えてなる請求項２に記載のワンサイドボルトの除去工具。

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