JP2011189457A

JP2011189457A - 折れ込みボルトの取り外し用パイプボルト及び折れ込みボルトの取り外し方法

Info

Publication number: JP2011189457A
Application number: JP2010057645A
Authority: JP
Inventors: Takami Tsuchiya; 土屋尊美
Original assignee: TSUCHIYA YOSETSU KIKO KK
Current assignee: TSUCHIYA YOSETSU KIKO KK
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】折れ込みボルトを簡単に短時間でかつ確実に取り外しできる方法を提供する。
【解決手段】筒状部材に、折れ込みボルト穴にねじ込み可能な螺旋状の溝を設けたことを特徴とする折れ込みボルトの取り外し用パイプボルト１をねじ込み、そのパイプボルト１の内側からアーク溶接棒を挿入して折れ込みボルト１１の切断面とパイプボルト１の先端内部を溶接して固着したのちパイプボルト１を回転させることにより折れ込みボルトを取り外す方法と冶具。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンや機械に使用するボルトにおいて破損したボルトを取り外す場合の方法およびその取り外しに用いる冶具に関するものである。

一般に、各種の内燃機関のエンジンや機械にはボルトの締め付けにより固定する方法が採用され、前記ボルトにはエンジンや機械の稼動時に振動が常に加わるため使用されているボルトが折れ易く、特にエンジンのマニホールドの締め付けボルトについてはその頻度が非常に高いといわれている。

このようなトラブルでエンジン本体や機械母体（以後、「母体」という。）内に折れたボルトが残ってしまった場合（このような残存ボルトを以後、「折れ込みボルト」という。）の取り外し方法として、図３に示すようにネジ孔１０に残ったボルト１１の切断面に溶接で肉盛をしたのちナット２０などを溶接して、そのナット２０を回転させ取り外す方法や、図４に示すようにネジ穴に残ったボルト１１の切断面にドリルで穴をあけ逆タップ２２(左に回すと食い込む)を挿入し、その逆タップ２２を回転させ取り外す方法が知られている。しかし、溶接して取り外す方法では、比較的小径のボルトについては作業性が良くなかったり、溶接時のスパークでねじ山を溶損したり、ねじ山に肉盛を形成させて山を潰してしまう危険があるなど、またタップを立てる方法では小さな面積上のタップ立てに熟練を要するなど、多くの問題点があった。

さらに、内燃機関のエンジン等では、Ｍ８またはＭ１０と小径のボルトやねじが多用されており、より困難性が高く、かつ最悪の場合、除去不可能で、ドリルで穴を開け、ねじを切り直すという大作業となり長い作業時間と手間を要し、コストアップや納期遅れの要因となっていた。これらの問題を改善する方法として特許文献１が提案されているが、Ｍ８からＭ１０程度の小径のボルトに対しては溶接の際に隅肉溶接を行なうことが難しく確実に折れ込みボルトと抜き出し用の治具を接合するためには熟練者が行なうか、適用が困難であった。

特開平７−１３６９４０

よって、この発明の課題は、きわめて簡単な作業によって小径の折れ込みボルトを確実に且つ迅速に取り外すことのできる取り外し方法、及び折れ込みボルトの取り外し用冶具を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明では、筒状部材に折れ込みボルト穴にねじ込み可能な螺旋状の溝を設けた折れ込みボルトの取り外し用治具（以後、「取り外し用パイプボルト」という。）を採用したことにある。当該ボルトを折れ込みボルトが残存する装置や機械母体のねじ穴にねじ込み、折れ込みボルトの切断面に当接させた後、取り外し用パイプボルトの内側からアーク溶接棒を挿入し、取り外し用パイプボルトを折れ込みボルトの切断面に溶接固着してから、当該パイプボルトの弛み方向にパイプボルトと折れ込みボルトの一体物を回転させることにより折れ込みボルトを取り外すものである。このとき、アーク溶接棒を挿入する前に、必要に応じて取り外し用パイプボルトの口部等に耐熱塗料を塗布し、その後溶接作業を行なうとより作業の容易性を高めることが出来る。

このような場合、母体のねじ内径相当の外径を持つ筒状部材を用いたとしても、一般の溶接棒の規格から筒状部材の肉厚の厚いものを選択することは困難で、溶接時に過度のアークにより、筒状部材の溶損や変形、さらには母体のねじ部の損傷を招いてしまう。本発明のように折れ込みボルトと同様のピッチで、折れ込みボルトの折れ込んだ長さより長いねじ部を有するように切り込んだ螺旋状の溝を筒状部材に設けた取り外し用パイプボルトを用いることにより、少なくとも母材のねじ内径に相当する外径を持つ筒状部材の肉厚を確保するとともに、さらにねじ山相当の肉厚とその軸方向断面が三角または円錐等をなすことにより溶接時の母材ねじ部への熱伝達時間を稼ぐこと、熱放散の面積も大きくできることから溶接の際、適度なアーク溶接時間を得られることで取り外し用パイプボルトと折れ込みボルトとを確率よく接合可能とすることが出来ると考えられる。なお、溶接棒とパイプ内径にあまり隙間の余裕が無い場合には、一般の溶接技法である隅肉溶接とならなくても接合可能とすることが出来る。また、パイプ状部材に螺旋状の溝を設けてあるために、母材のねじ内径に相当する外径を持つ筒状部材よりは肉厚となり、取り外し時の掴み部としてより強度のあるものとすることができる。

さらに、取り外し用パイプボルトの折れ込みボルト穴にねじ込み可能な螺旋状の溝の深さを筒状部材の溝を形成させた部位における最大肉厚の二分の一以内とすることで、熟練を要せずに、且つ隅肉溶接とならなくともより確実に取り外し用パイプボルトと折れ込みボルトを接合可能とし、折れ込みボルトを取り外すことが出来る。これは、溶接時間のタイミングを溶接される部材の発光状態から判断することが多いので、筒状部材の最大肉厚の二分の一以内であれば、熱伝達及び熱放散のバランスがより好ましく、パイプボルトの肉厚の最も薄い部位であるねじ溝の谷底の部分の発光状態で、最も適切なアーク溶接時間となっているためと推定される。

そして取り外し用パイプボルトの後端にトルクレンチが係合可能な六角部を連成した構成をもつようにすると作業がし易くなお好ましいものとすることが出来る。この場合もアーク溶接棒を挿入する前に、当該六角部に耐熱塗料を塗布し、その後溶接作業を行なうと作業を行ないやすい。

以上のように、この発明においては折れ込みボルトの切断面に取り外し用パイプボルトを溶接し、そのパイプボルトを回転させる簡単な作業によってＭ８やＭ１０のような小径の折れ込みボルトを取り外すことができるようになると共に、パイプボルトの内側からパイプボルトの先端内部を溶接するため溶接時のスパークによってネジ孔のネジ山が溶損し、あるいはネジ山に肉盛が生じる等の不具合の発生はなくなり、折れ込みボルトを高度な技術を必要とせずより確実に且つ迅速に取り外すことができるようになった。

この取り外し用パイプボルトは、単品生産では、時間と手間がかかるが、エンジンや機械に使用されるボルトは規格品であるため、特定の筒状部材にねじ状の溝を切り、必要に応じ六角部の頭部を連成することにより大量生産可能であり、安価に供給可能と考えられる。

取り外し用パイプボルトの一実施例を示す斜視図取り外し用パイプボルトと折れ込みボルトを固着した状態の断面図肉盛溶接を用いる従来技術による折れ込みボルトの取り外し方法を示す断面図逆タップを用いる従来技術による折れ込みボルトの取り外し方法を示す断面図

自動車のエンジン等の修理においてマニホールドの取り付けボルトは、エンジンの振動でよく数山程度の位置で切断することが多く、本発明は、そのような折れ込みボルトを取り外すために、筒状部材に折れ込みボルト穴にねじ込み可能な折れ込みボルトと同一のピッチを有する螺旋状の溝を、折れ込みボルトの欠損部の長さ以上のねじ部となるよう設けたもので、この折れ込みボルトの取り外し用パイプボルト１を母体にねじ込み、内部から溶接することにより折れ込みボルト１１と一体化し容易に取り外し可能とする技術である。

本発明の筒状部材は、既製のものを用いることも、用いる溶接棒の外径に合わせ適宜製作することも出来る。このとき、ねじ込み可能な螺旋状の溝の深さを筒状部材の溝を形成させた部位における最大肉厚の二分の一以内とすることでアーク溶接時の発光状態と溶接時間のタイミングの関係がより好ましい状態となり、通常の溶接技術を持って容易に当該パイプボルトと折れ込みボルトの接合を行なうことができる。また、筒状部材内径と溶接棒の外径が近接している場合は、隅肉溶接を行なうことが不可能であるが、このような場合でも、筒状部材の肉厚と螺旋状の溝部の深さの関係を満たせば、通常の隅肉溶接が不可能な小径のボルトに対し溶接棒の角度調節を行うことなしに、例えば折れ込みボルトの切断面に溶接棒が垂直方向となった場合でも、トルクレンチ等を用いての取り外しが可能な接合強度が得られる。

取り外し用パイプボルト１の後端にトルクレンチが利用しやすいよう六角部６を取り付けると母体への固着が著しい折れ込みボルトなどに対し、取り外しやすくなる。

使用に際しては、通常、折れ込みボルトと同一形状のねじを切った取り外し用パイプボルト１を準備し、折れ込みボルト１１の切断面に取り外し用パイプボルト１を折れ込みボルト１１の切断面に当接するまでねじ込み、取り外し用パイプボルトの内側からアーク溶接棒を挿入し、必要に応じ取り外し用パイプボルトの口部や六角部６に耐熱塗料を塗布した後、取り外し用パイプボルト１と折れ込みボルト１１の切断面に溶接棒を当て被溶接物の発光するタイミングを見て溶接固着する。このように折れ込みボルトと一体化した取り外し用パイプボルトの六角部６を弛み方向に回転させることにより折れ込みボルトを外すことができるようにしている。なお、パイプボルト六角部６への耐熱塗料の塗布は、内部へ溶接棒を挿入したときにパイプボルト六角部でのスパークを防止するために行うことが望ましい。なお、耐熱塗料の替わりに絶縁性を有する塗料又はシートなどを用いてもよい。

外径１０．６ｍｍ（内径６．６ｍｍ）の筒状部材にＭ１０のピッチ１．５のネジ２を有する（溝の深さ０．７ｍｍ）パイプ全長１５ｍｍでネジの切っていない側の端部に六角部を接合したパイプボルトを準備した。このとき筒状部材の溝を形成させた部位における溝の深さが最大肉厚と比較して０．４１と２分の1以内となる。ディーゼルエンジンのＭ１０規格の折れ込みボルト部の折れ位置を確認し、それに見合ったねじの長さのパイプボルト１を折れ込みボルト１１の破損部まで当接するようにねじ込み、パイプボルト１の六角部６の口部に溶接の際の溶接棒との絶縁性を高めるために絶縁耐熱塗料を塗り、溶接機の電流を合わせ、溶接ホルダーに通称２．６の溶接棒を挟み（パイプボルト内径と溶接棒との隙間は２．３ｍｍとなる）、ねじ込んだパイプボルトの穴に溶接棒を挿し入れ、突当ることを確認してアーク溶接した。このときアークがでてパイプボルトのネジ部付近が赤く焼け始めたらアークを切った。なお、必要に応じ時間をおいて再度溶接作業を行うことで強度を向上させることもできた。この方法で通常の技術を有した溶接工がエンジン一台当たり平均３本の折れ込みボルトを全て除去することが出来た。

Ｍ８の折れ込みボルトの場合でも、外径８．０ｍｍ（内径５．０ｍｍ）の筒状部材にＭ８のピッチ１．２５のネジ２を有する（溝の深さ０．５５ｍｍ）パイプ全長１５ｍｍでネジの切っていない側の端部に六角部を接合したパイプボルトを準備した。このとき筒状部材の溝を形成させた部位における溝の深さが最大肉厚と比較して０．３７と２分の1以内となる。同様に溶接作業を行い問題なく取り外すことができた。溶接作業後、パイプボルト１の溶接部が冷えてからパイプボルト六角部６を工具を用い弛め取り外した。このとき一体としたねじが取り外しにくい場合は、パイプボルトネジ部２に潤滑油等を用いると取り外しやすくなった。

このように作業を行なうことにより、ネジ山部の溶融および肉盛が形成される不具合の発生は皆無であり、確実に折れ込みボルトを取り外すことができた。また、１本のボルトについて数分から取り外し困難なものでも約１０分と従来２〜３時間要していた作業時間を劇的に少なくすることができた。一般に、ディーゼルエンジンのマニーホールドの取り付けボルトには、ボルトが１０〜２０本程度使用されており、トラブル時には数本のボルト破損を生じていることが通常であり、総合的に６〜１０時間要していたボルト取り外し作業が通常の溶接技術を持った作業者で３０分程度と非常に短くすることが出来た。

外径１０．６ｍｍ（内径６．６ｍｍ）の筒状部材にＷ３／８のネジ２を有する（溝の深さ０．６７ｍｍ）パイプ全長１５ｍｍでネジの切っていない側の端部に六角部を接合したパイプボルトを準備した。このタイプのねじはＭ１０のねじとピッチは一致しないが、一般に折れ込み部が数山程度と少ないのでねじ込みは可能である。このとき筒状部材の溝を形成させた部位における溝の深さが最大肉厚と比較して０．７０と２分の1以上となっている。実施例１と同様に溶接作業を行ったところ、確実に溶接ができボルトの取り外しに成功したものは３０％程度であるが、従来取り外すことが不可能であった折れ込みボルトも取り外すことができる確率が高くなった。

比較例１

外径8．６ｍｍ（内径６．６ｍｍ）、全長１５ｍｍのネジの切っていない筒状部材の端部に六角部を接合したパイプボルトを準備した。このときパイプボルトの外径は母体のネジ内径とした。
実施例１と同様に溶接作業を行ったところ、全てパイプが変形し折れ込みボルトと接合することができず母材のネジ孔を破損することもあった。

１取り外し用パイプボルト本体
２取り外し用パイプボルトネジ部
３エンジン、機械等の母材
４取り外し用パイプボルトねじ谷部
５取り外し用パイプボルトねじ山部
１０折れ込みボルトねじ部
１１折れ込みボルト

Claims

筒状部材に、折れ込みボルト穴にねじ込み可能な螺旋状の溝を設けたことを特徴とする折れ込みボルトの取り外し用パイプボルト。
請求項１に記載のパイプボルトにおいて、折れ込みボルト穴にねじ込み可能な螺旋状の溝の深さが筒状部材の溝を形成させた部位における最大肉厚の二分の一以内であることを特徴とする折れ込みボルトの取り外し用パイプボルト。
請求項１または２に記載のパイプボルトにおいて、ボルトの後端にトルクレンチが係合可能な六角部を形成したことを特徴とする折れ込みボルトの取り外し用パイプボルト。
請求項１から３のいずれかに記載の折れ込みボルトを、折れ込みボルトの切断面に当接するようにねじ込み、取り外し用パイプボルトの内側から折れ込みボルトの切断面に当該パイプボルトを溶接して、当該パイプボルトの弛み方向に前記パイプボルトと折れ込みボルトの一体物を回転させることにより折れ込みボルトを取り外す、折れ込みボルトの取り外し方法。