JP6398923B2 - 折損または損傷ボルトの除去用工具 - Google Patents

Description

本発明は、構造物や設備や装置などの組み立てに使用されているボルト類で折損や頭部損傷を発生し、スパナやメガネなどの通常工具で取外しが困難なボルトを迅速かつ安全に取外しができる工具に関する技術分野である。

構造物や設備や装置などの組み立てに使用されているボルト類が経年劣化や腐食によって頭部または結合端部で折損した場合、ボルトの一部が構造物に残留する。
この残留した折損ボルトを構造物より取り外すため、該折損ボルト中心部にドリルキリ等を使用し軸方向へ穴を開け、該穴へエキストラクター工具をあてがい、レンチにて該エキストラクターを反時計方向へ回転させ、該エキストラクター外周面に螺旋形状で設けられている刃部を該ボルトに食い込ませる事で該エキストラクターと該折損ボルトを結合固定し、該折損ボルトを構造物より取り外している。（図１）（図２）（図３）

前記のエキストラクターには螺旋状の刃では無く、刃の形状が軸方向へ直線状で構成された種類がある
この場合は、該折損ボルト中心部にドリルキリ等を使用し軸方向へ穴を開け、該穴へエキストラクター工具をハンマー等で打撃し圧入する事で、該エキストラクターと該折損ボルトを固定結合させ、該エキストラクターを回転させ、該折損ボルトを構造物より取り外している。

構造物に残留した折損ボルトに対するエキストラクター工具を使用しない除去工法として、タガネとハンマーを使用し折損ボルトの端面を打撃し、その衝撃にて該ボルトを緩み方向へ回転させ、該折損ボルトを取り外している。

前記の残留した折損ボルトに対する取外し工法以外では、折損したボルト径より小径のボルト等を折損断面に電気溶接し、該折損ボルトと該小径ボルトを結合させ、小径ボルトを緩み方向へ回転させ、該折損ボルトを取り外している。

折損ボルトが非金属やクロムモリブデン鋼等の硬度が高い金属などの場合、ドリルキリにて該ボルト中心部の軸方向へネジ山と近接する径の穴を開け、該ボルトの残留分をタガネとハンマーで切断し該折損ボルトを取り外している。

折損ボルトの取外しにおいて、該折損ボルトの中心部にドリルキリ等を使用し軸方向へ穴を開け、該穴へ該折損ボルトと逆のリードを持つタップでネジ加工を施し、該折損ボルトに設けられたネジ穴に適合するボルトを取付け回転させる事で、該折損ボルトの取り外しを実施している。

六角穴付きボルトの頭部に設けてある、六角レンチ取付け穴が腐食や摩耗により拡大または変形している場合、規定の六角レンチは空転するため、１サイズ大きい六角レンチをハンマー等で打撃し、該六角穴付きボルト頭部に六角レンチを挿入し六角レンチを回転させ、該六角穴付きボルトの取り外しを実施している。
また、同様に腐食や摩耗を発生している六角穴付き止めネジに関しても同様の工法で該ネジの取り外しを実施している。

折損ボルトの残留分が構造物より突起している場合は、パイプレンチ等の工具を使用し該折損ボルトの取り外しを実施している。

六角穴付きボルトの頭部が構造物より突起している場合は、パイプレンチ等の工具を使用し該六角穴付きボルトの取り外しを実施している。

ボルトで頭部を有するボルトの除去において、損傷ボルトの取り外しにおいて、該ボルトの頭部をアセチレンガス等の燃焼ガスと酸素による溶断を行い、構造物を分解し、該ボルトの除去を実施する場合がある。

取外し対象のボルト類が、ネジ部錆付きやネジ部損傷によって容易に緩まない場合は、前記等のボルト取外し工法と併用し、ボルトをアセチレンガス等の燃焼ガスと酸素による加熱を行い、該ボルトの取外しを実施している。

ＵＳ２００６／００６００３１Ａ１

特開２０１３−２２１２８９

特許文献１では、折損ボルトにタップを使用し螺子加工を施すため、時間が過大にかかる。また、折損ボルトの螺子方向と逆方向の螺子を折損ボルトに施す必要があるが、該当するボルトの多くは右ネジであり、左ネジ用のタップと左ネジボルトを準備する必要があり、構造物や機器や装置の分解時に突発的なボルト折損への適応が非常に困難である。

特許文献２や従来工法である螺旋状の刃を装備したエキストラクターを使用し、折損ボルトを取り外す工法では、折損ボルトに施した軸方向の穴にエキストラクターの螺旋刃を噛み込ませるため、該折損ボルトのネジ部錆付きや損傷による固着が発生している場合は、エキストラクターの刃が該折損ボルトを切削してしまい、エキストラクターが空転し該折損ボルトの取り外し作業が不可となる。

螺旋状の刃を装備したエキストラクターの多くはＳ４５Ｃ等の炭素鋼で製作され、熱処理で硬化処理を実施している。このため、折損ボルトがステンレスやクロムモリブデン鋼等のハイテンボルトや硬化処理を施したボルトには使用が出来ない。無理に上記のボルトに対しエキストラクターを使用した場合、エキストラクターの刃部が破損し空転するため、折損ボルトの取外しが出来ない。
更にはエキストラクター自体が破損するため使用不可となる。
また、折損ボルトが銅やアルミ等の軟らかい材質の場合は、エキストラクターの刃が該折損ボルトを切削してしまい、エキストラクターが空転するため、折損ボルトの取外しが出来ない。
このため、螺旋状のエキスラクターでは、材質の耐力が高い折損ボルトや六角穴付きボルトや六角穴付き止めネジ等の除去に不向きである。

螺旋状の刃を装備したエキストラクターの多くは硬化処理を施しているため、折損ボルトのネジ部錆付きや損傷による固着が発生している場合、無理にエキストラクターを回転させると該エキストラクターが折損してしまい、該折損ボルトに施した穴に、エキストラクターの一部が残留する。
残留したエキストラクターの除去は非常に困難であり、残留物の除去に掛かる作業時間も膨大となる。

螺旋状の刃を装備したエキストラクターの多くは左螺旋であり、折損ボルトが右螺旋の場合には有効であるが、折損ボルトが左ネジの場合は左螺子用のエキストラクターが必要となり、螺子種類によって工具の選定と準備が必要となる。

ボルトの折損原因は経年劣化や腐食が多いため、折損ボルトの多くは残留分が構造物よりも突起していなく、パイプレンチ等の工具による該折損ボルトの取外しが可能な状況は稀である。また、構造物のボルト位置によっては作業空間が狭く、パイプレンチ等の工具が使用できない。

刃部が軸方向への直線状である形状のエキストラクターの場合、折損ボルトに施した軸方向の該エキストラクターより小さい径の穴に該エキストラクターをハンマーなどで打撃挿入する。このため、該折損ボルトと該エキストラクターが締り嵌め状態となり、構造物より該折損ボルトを除去した後の該折損ボルトと該エキストラクターとの分離が困難であり時間も過多に掛かる。更には取外し時にエキストラクターを損傷させる危険性がある。
また、螺旋状のエキストラクターと同様に硬化処理を施しているため、折損ボルトのネジ部錆付きや損傷による固着が発生している場合、無理にエキストラクターを回転させると該エキストラクターが折損してしまい、該折損ボルトに施した穴に、エキストラクターの一部が残留する。
残留したエキストラクターの除去は非常に困難であり、残留物の除去に掛かる作業時間も膨大となる。

螺旋状の刃を装備したエキストラクターの形状はテーパーであり、長さの短い折損ボルトや六角穴付きボルトや六角穴付き止めネジなど、該エキストラクターを挿入する軸方向の穴長が確保できない場合には、該エキストラクターの使用は困難である。

六角穴付きボルト等の頭部をアセチレンガス等の燃焼ガスと酸素による溶断を行い、該折損ボルトの除去を実施する工法では、構造物に熱影響が発生し歪みや材質変化など、構造物への悪影響が懸念される。
また、該頭部を溶断する場合、構造物を溶断または溶解させてしまう危険性が高く、該溶断作業には熟練された技術と経験を有する作業員が必要となる。

折損したボルトまたは腐食したボルトの外径よりも小径のボルト等を電気溶接し、取外し対象ボルトと該小径ボルトを結合させてボルトを取外し工法では、構構物は機器や装置の場合、機器や装置に組み込まれているベアリングなどに放電し破損させる危険性がある。
また、該ベアリング等の部品への放電を抑制するためにアースを溶接部付近に設置するが、機器や装置の内部構造を熟知していない場合、アースの取付け位置によっては、該ベアリング等の部品への放電を抑制できない。
更には、材質がＳ４５ＣやＳＣＭ４３５等のボルトや非金属では、溶接条件が限定される事より、小径ボルトの溶接による折損したボルトまたは腐食したボルトの取外し工法は困難である。

タガネ等とハンマーを使用し打撃力でボルトを除去する工法は、該打撃力の方向が該ボルトを緩み方向にする必要があり、熟練された技術と経験を有する作業員が必要となる。更には膨大な作業時間を必要とする。
また、打撃によるボルト除去工法では、タガネ等で切断されたボルト片の飛来による労災やハンマーで手や指を強打する労災が発生する危険性が高い。

六角穴付きボルトや６角穴付き止めネジ等で規定の六角レンチより大きいサイズの六角レンチをする工法では、六角レンチを挿入する部分の損傷状態に適合する六角レンチの選定が困難であり、多くは六角レンチが空転し該ボルトやネジの取り外しが出来ない。

化学プラントや製紙プラントなどの機械や機器のメンテナンスにおいて、一般的に流通していない材質やネジ種類およびピッチのボルトが存在しており、折損しているボルト以外の損傷しているボルトは修理工事期間で該ボルトの調達が困難な場合に止む無く既存ボルトの再使用を試みるが、従来の工具や工法では再使用が困難である。

請求項１の発明は、機器にねじ込み取り外し困難となった折損ボルトの端部に施した軸方向の穴、及び、機器にねじ込み取り外し困難となった六角穴付ボルトの折損した穴を使って、該ボルトを取り外す場合において、胴体部の先端がフレアー状に変形が可能になっており、該胴体部の内部に装備されたロッドがねじ込み式になっておりこのねじ込みで又は該ロッドの頭部の打撃により該先端部をフレアー状にし、前記穴と固定結合し、緩め方向に回転させて該ボルトを取り外す工具であり、更には締め方向に回転させてボルトの締め付けを可能とし、該フレアーには前記取り外された折損又は損傷ボルトが結合されており、この結合を解除するために、前記胴体部にはネジか切られており、フレアー状に変形した状態から初期の状態へ強制回復させるスリーブを有する工具であって、該工具の再使用を可能にし、折損ボルトや六角穴付きボルトの脱着で使用する従来の工具や工法で発生する問題を解決した。

請求項２の発明は前記胴体部の先端には前記フレアー形状になるために軸方向にスリットを施し、内径部がテーパー形状の穴を施した工具であり、該工具先端部と除去対象物との結合固定を可能にした。

請求項３の発明は前記胴体部の先端付近には軸方向にスプライン形状やエンボス加工などの凹凸を施した工具であり、該工具先端部と除去対象物との固定を向上させた。

本発明の工具は、折損ボルトに施した軸方向の穴や六角穴付きボルトの頭部穴に該工具の先端部を挿入し、該穴の内部で該工具の先端がフレアー状に拡大し該穴と密着する事で該ボルト穴と該工具先端部が結合固定し、該工具を回転させ折損ボルトや六角穴付きボルト等の取り外しを実施するため、取外しするボルト類の材質に殆ど影響を受けず、殆どのボルト類の取外しに有効である。

本発明の工具は、該工具の先端部がフレアー状に変形し拡大するため、短い長さのボルトにも有効である。

本発明の工具は、ボルトのセンター位置と該工具の先端部を結合固定する構造であり、機械や機器の構造でパイプレンチ等のボルト外径部を銜える構造の工具が使用できない場合でも、該ボルトの取外しが可能である。

本発明の工具は、該工具の先端をフレアー状に変形し拡大する事でボルトとの結合固定を行う構造であり、レンチ挿入部が腐食や摩耗したボルトを締め付ける事が可能である。これにより、該ボルトの代品調達が困難で止む無く既存ボルトの再使用を実施する場合でも、従来の工具や工法と比較し迅速かつ適正な締め付けが可能であり、品質の向上と該ボルトの締め付け時間を大幅に減少できる。
更には、構造的にパイプレンチ等の工具が使用できない機械や機器おける該ボルトの締め付けも可能である。

本発明の工具は、該工具の先端がフレアー状に変形し拡大するため、六角穴付きボルトや六角穴付き止めネジ等の既存で工具を挿入する穴を有している場合、工具を挿入する穴を新たに設ける必要がないため、穴付きボルトやネジの取外し作業に要する時間が大きく削減できる。

本発明の工具は、該工具の先端がフレアー状に変形し拡大する事で、対象ボルトを右回転および左回転が可能であり、ネジ種類が右ネジや左ネジでも該工具で作業が可能である。

本発明の工具は、該工具自体を硬化処理しないため、折損ボルトの取外し作業中に該工具が折損する発生率を低下できる。

本発明の工具は、折損ボルトや六角穴付きボルトを緩め易くするためにガス火加熱した弊害の該ボルト類の軟化に対し、刃部噛み込み工法と違い、該工具の先端をフレアー状に拡大する工法のため、該ボルトの加熱による軟化の影響を低下できる。

本発明の工具は、該工具先端がフレアー状に拡大するが、フレアー状の先端部外径を構造的に調整できるため、様々な要因で発生する取外し工具の空転トラブルに即時対応が可能である。
これにより、折損ボルト等の取外し作業が失敗した状況で発生する、再取外し作業に必要な工具挿入部の穴に対する修正や処理が殆ど必要ないため、作業時間の短縮が可能である。

本発明の工具は、該工具の先端をフレアー状に変形させるため、工具内部にロッドが装備されており、該ロッドはネジ構造による上下移動が可能のため、該工具先端部をフレアー状から初期状態近くまで戻せる機構を有しており、更には、先端部をより初期状態へ回復させる機能と除去したボルト類を該工具より取り外す機構を有したスリーブを装備している事で、該工具の連続使用に掛かる準備必要時間を大幅に短縮できると共に、除去したボルト類を工具から分離する時に発生する工具破損率を低減できる。

本発明の工具は、該工具の先端をフレアー状に変形させるためのロッドがネジを有していない構造を装備したタイプがある。この場合、ロッドを該工具の先端部へのロッド挿入は、該工具より突起したロッド端部をハンマー等で打撃し、該工具の先端部をフレアー状にする。
このため、該工具は使い捨てとなるが、六角穴付きボルトや六角穴付き止めネジ等で、該工具を挿入する穴を有するボルト類においては、ボルト取外し時間を大幅に減少できる。
なお、該タイプの工具は使い捨てタイプであり、本体計上やロッド形状の簡素化と取外しスリーブを削減する事で、該工具が低コストにて製作が可能となり、緊急用の使い捨て工具として活用ができる。

本発明の工具は、刃部噛み込み工法と違い、該工具の先端をボルト内部でフレアー状に拡大する構造であり、折損ボルト端面部の腐食や材質脆化による影響を殆ど受けない。
これにより、材質が薬品や経年劣化で脆化したボルト類にも有効である。

螺旋状刃付きエキストラクター 直線状刃付きエキストラクター エキストラクターを使用したボルト等の取外しイメージ 折損または損傷ボルトの除去用工具の構造イメージ 外部ロット 内部ロッド 強制解除スリーブ 該除去用工具の作動イメージ 該除去用工具を使用した折損ボルトの取外しイメージ 該除去用工具を使用した六角穴付きボルトの取外しイメージ

本発明は、従来の工具や作業方法が有していた問題を解決する物であり、機器にねじ込み取外し困難となったボルトの端部に加工した穴や六角穴付きボルトの工具挿入部へ、工具先端部を挿入し、工具内部のロッドを工具外面部に挿入する事で、工具先端部をフレアー状に変形拡大させ、該ボルトと該工具を結合固定し、該工具を回転させる事で該ボルトの緩め除去や締め付け可能とし、該ボルトの脱着作業時間の短縮と作業者の負担低減を目的とする。

本発明は、ボルトの材質や規格が起因し調達が困難な六角穴付きボルト等で、工具取付け部が破損している該ボルトにおいて、該ボルトの締め付けを可能とし、該ボルトの緊急応急的な再使用を目的とする。

以下、本発明の形態を図に基づいて説明する。

図４は本発明である折損または損傷ボルトの除去用工具の構造イメージである。
工具の構成は外部ロッド１、内部ロッド２、強制解除スリーブ３で構成されている。

図５は該工具の外部ロット１である。外部ロッドには、外螺子４、内螺子５、テーパー形状穴６、スリット加工７、先端部滑り止め加工８、六角形加工部９を加工している。

図６は該工具の内部ロッド２である。内部ロッドには外螺子１０、先端パイル部１１、六角形加工部１２を加工している。

図７は該工具の強制解除スリーブである。強制解除スリーブには六角形加工部１３、解除スリーブ１４、内螺子１５を加工している。

図８は該工具の作動イメージである。外部ロッド内螺子部５に内部ロッド外螺子部１０を組込み、外部ロッド外螺子４に強制解除スリーブ内螺子１５を組み込む。
該工具先端部を除去対象ボルト等に施した工具取付け穴や六角穴付きボルトの工具取付け部に挿入し、内部ロッドを回転させ外部ロッドに移動させる。内部ロッドはボルト方向へ移動し、内部ロッド先端に設けてある先端パイル部１１が外部ロッド内部のテーパー形状穴６に挿入される。
外部ロッドのテーパー穴形状部は内部ロッドの先端パイル部より小径であり、外部ロッド先端部はスリット加工部よりフレアー状へ変形拡大する。

除去対象ボルトに施した工具取付け穴や六角穴付きボルトの工具取付け部の内部で変形拡大した該工具は該ボルトと結合固定する。該工具の先端部には該ボルトとの結合を向上する目的でスプライン形状やエンボス形状の凹凸を施している。

該工具の強制解除スリーブは、該スリーブの内螺子１５と外部ロッド外螺子に組み込まれており、該ボルトの除去作業完了後に該ボルトより該工具を取り外す場合に、該スリーブを回転させ該ボルト方向へ移動させる事で、容易に該ボルトと該工具の分離を可能とする。
強制解除スリーブのボルト方向側端部は外部ロット先端部より若干の大径となっており、内部ロッドの解除後に発生する残留した外部ロッド先端のフレアー状の変形を修正する。
また、該工具を使用する事で発生する外部ロッド先端部のフレアー状変形に対し、強制解除スリーブを予め所定の位置にセットする事で、除去対象ボルトの取付け穴への挿入を補助する。

図９は該工具を使用した折損ボルトの除去イメージである。除去対象ボルトと該工具を結合固定し、該工具を回転させる事で該ボルトの取り外しを行う。
該工具は先端部を変形拡大する事で該ボルトと結合する構造であり、該ボルトが右螺子および左螺子の両方で使用が可能とする。

図１０は該工具を使用した六角穴付きボルトの除去イメージである。該ボルトの工具取付け穴に該工具を挿入し結合固定する。
該ボルトの材質や規格が起因し新品調達が困難なボルトの場合、該ボルトの再使用が必要となった状況において、該工具の左右回転が可能な特性により該ボルトの締め付けが可能となる。

該工具は再使用可能な構造であるが、ボルトの除去作業に緊急を要する状況を考慮した使い捨てタイプがある。
使い捨てタイプは内部ロッドの外螺子１０、六角形加工部１２と外部ロッドの外螺子４、内螺子５が加工されておらず、強制解除スリーブも装備されていない。
使い捨てタイプの該工具は、内部ロッドの反ボルト側先端部をハンマー等で打撃し、その圧力で内部ロッドの先端パイル１１を外部ロッドの内部テーパー形状穴６へ強制挿入し、外部ロッド先端部を変形拡大させる構造である。
これにより、該ボルトの除去作業時間短縮と該工具の構造簡素化によるコスト削減を可能とする。

本発明の折損または損傷ボルトの除去用工具は、機械装置、自動車、船舶などボルトを使用している機器が対象となる。
また、該工具の特性で右回転と左回転での使用が可能である事より、工具取付け部が損傷した六角穴付きボルト、螺子部と頭設置面が健在な該ボルトの再利用が可能となる。
これにより、ボルトの材質や規格が起因し調達が困難なボルトや海上や僻地などの地調達自体が困難な環境で、該ボルトを応急的に再使用する場合に有効となる。

１ ・・・ 外部ロッド
２ ・・・ 内部ロッド
３ ・・・ 強制解除スリーブ
４ ・・・ 外部ロット 外螺子
５ ・・・ 外部ロット 内螺子
６ ・・・ 外部ロッド テーパー形状穴
７ ・・・ 外部ロッド スリット加工部（内部ロッド先端パイル挿入部）
８ ・・・ 外部ロット 滑り止め加工部（ボルト結合部）
９ ・・・ 外部ロット 六角形加工部（レンチ等取付け部）
１０ ・・・ 内部ロッド 外螺子
１１ ・・・ 内部ロッド 先端パイル部
１２ ・・・ 内部ロッド 六角形加工部（レンチ等取付け部）
１３ ・・・ 強制解除スリーブ 六角形加工部（レンチ等取付け部）
１４ ・・・ 強制解除スリーブ 解除スリーブ
１５ ・・・ 強制解除スリーブ 内螺子
１６ ・・・ 機器カバー
１７ ・・・ 機器本体
１８ ・・・ 除去対象ボルト（折損ボルト）
１９ ・・・ 除去対象ボルト 穴加工部（工具挿入部）
２０ ・・・ エキストラクター工具
２１ ・・・ 折損または損傷ボルトの除去用工具
２２ ・・・ 除去対象ボルト（六角穴付きボルト）

Claims (3)

1. 機器にねじ込み取り外し困難となった折損ボルトの端部に施した軸方向の穴、及び、機器にねじ込み取り外し困難となった六角穴付ボルトの折損した穴を使って、該ボルトを取り外す場合において、胴体部の先端がフレアー状に変形が可能になっており、該胴体部の内部に装備されたロッドがねじ込み式になっておりこのねじ込みで又は該ロッドの頭部の打撃により該先端部をフレアー状にし、前記穴と固定結合し、緩め方向に回転させて該ボルトを取り外す事を可能とし、該フレアーには前記取り外された折損又は損傷ボルトが結合されており、この結合を解除するために、前記胴体部にはネジか切られており、フレアー状に変形した状態から初期の状態へ強制回復させるスリーブを有することを特徴とする折損又は損傷ボルトの除去および締め付け用レンチ。
2. 前記胴体部の先端には前記フレアー形状になるために軸方向にスリットを施し、内径部がテーパー形状の穴を施したことを特徴とする請求項１の折損又は損傷ボルトの除去および締め付け用レンチ。
3. 前記胴体部の先端付近には軸方向にスプライン形状やエンボス加工などの凹凸を施したことを特徴とする請求項１又は２のいずれかの項の折損又は損傷ボルトの除去および締め付け用レンチ。