(57)【要約】【課題】雄ねじと雌ねじの螺合部で齧りが生じ、固着した状態において、それらを必要最小限の加工により、スワーフ量を減少させ、水中遠隔でも迅速かつ確実に取り外すためのねじの取外し用加工装置を提供する。【解決手段】頭部１ａとねじ部１ｂとが一体に形成され、ねじ部１ｂが被締付部材に固着された雄ねじ１を取り外すねじの取外し用加工装置である。頭部１ａの一部を残し頭部１ａおよびねじ部１ｂの軸方向に沿って縦スリットを形成する縦スリット形成手段１０と、前記縦スリットにおける、頭部１ａの首下部およびその近傍のねじ部１ｂに内側から軸線回りに旋回させて横スリットを形成する横スリット形成手段とを有する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部とねじ部とが一体に形成され、前記ねじ部が被締付部材に固着された雄ねじを取り外すためのねじの取外し用加工方法であって、
前記頭部の一部を残し前記頭部および前記ねじ部の軸方向に沿って縦スリットを形成する縦スリット形成ステップと、
前記縦スリット形成ステップの後に、前記頭部の首下部およびその近傍のねじ部に内側から軸線回りに横スリットを形成する横スリット形成ステップと、
を有することを特徴とするねじの取外し用加工方法。
【請求項２】
前記横スリット形成ステップは、前記横スリットを断面弓形の残存部を残して形成すること、
を特徴とする請求項１に記載のねじの取外し用加工方法。
【請求項３】
前記縦スリット形成ステップは、平板状の電極を用いて放電加工すること、
を特徴とする請求項１に記載のねじの取外し用加工方法。
【請求項４】
前記縦スリット形成ステップは、支柱部と、この支柱部に対して直交する方向に設けられた直交部を有する電極を用いて放電加工すること、
を特徴とする請求項１に記載のねじの取外し用加工方法。
【請求項５】
頭部とねじ部とが一体に形成され、前記ねじ部が被締付部材に固着された雄ねじを取り外すねじの取外し用加工装置であって、
前記頭部の一部を残し前記頭部および前記ねじ部の軸方向に沿って縦スリットを形成する縦スリット形成手段と、
前記縦スリットにおける、前記頭部の首下部およびその近傍のねじ部に内側から軸線回りに旋回させて横スリットを形成する横スリット形成手段と、
を有することを特徴とするねじの取外し用加工装置。
【請求項６】
前記横スリット形成手段は、前記横スリットを断面弓形の残存部を残して形成すること、
を特徴とする請求項５に記載のねじの取外し用加工装置。
【請求項７】
前記縦スリット形成手段は、平板状の電極で放電加工する放電加工機であること、
を特徴とする請求項５に記載のねじの取外し用加工装置。
【請求項８】
前記縦スリット形成手段は、支柱部と、この支柱部に対して直交する方向に設けられた直交部を有する電極で放電加工する放電加工機であること、
を特徴とする請求項５に記載のねじの取外し用加工装置。
【請求項９】
前記電極の回転位置を制御する回転位置制御手段を設ける一方、
前記電極の直交部は、両先端部より根元部を大径としたこと、
を特徴とする請求項８に記載のねじの取外し用加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雄ねじと雌ねじの螺合部で齧りが生じて固着した状態でも、雄ねじを容易に取外し可能とするためのねじの取外し用加工方法およびその取外し用加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、齧りが生じて固着した雄ねじと雌ねじを、追加加工を極力少なくして取外す方法としては、雌ねじを極力損傷させないように雄ねじ側を除去加工する方法がある。
【０００３】
通常は、雄ねじに対し雌ねじの山径より僅かに小さい径に穴加工して除去する方法を採用している。具体的には、図１５に示すように雄ねじ１の軸方向に対し、切削手段としてのドリル２による切削加工を行って雄ねじ１の大部分を除去加工し、図示しない雌ねじに残存しているスパイラル形状（コイル状）の付着金属を手作業で慎重に取り去るのが一般的である。上記雌ねじから付着金属を除去した後にタップなどにより雌ねじを成形し直して、新しい雄ねじが再び取り付けられるようにしている。これにより、雌ねじのねじ山の損傷を最小限に抑えて、螺合部の元の機能を維持するように復元させることができる。なお、図１５では、雄ねじ１においてドリル２による切削加工部分を破線のハッチングで示している。
【０００４】
しかしながら、その作業領域近傍に作業者がアクセスすることが困難で、その作業を遠隔で行う必要がある場合や、水中で行う必要がある場合には、放電加工を適用すると作業効率が良好である。但し、その場合、作業領域が水中遠隔環境下にあるので、雌ねじの山径より僅かに小さい径で高精度に管理しつつ施工することは、技術的な難度が高い。また、加工して除去する部分の体積も多いので、多くの加工時間を要する。
【０００５】
このような環境下で、取外し作業を行う必要がある場合は、図１６に示すように雄ねじ１に対してその軸方向に放電加工用の電極３によりスリット加工を行い、雄ねじ１の剛性を低減させた上で、雄ねじ１を回して除去する方法がある。なお、図１６では、雄ねじ１において電極３によるスリット加工部分を破線のハッチングで示している。
【０００６】
その雄ねじ１を取り外す物理的なメカニズムを図１７に基づいて説明する。
【０００７】
まず、ねじが緩む方向に回すことができるのは、図１７に示すようにねじを緩む方向に回すトルクＴにより、接線力Ｐのねじ山斜面に平行成分Ｐｃｏｓθが、ねじの軸力Ｆｆによる摩擦力μＦｆｃｏｓθ＋μＰｓｉｎθより大きくなるからである。ここで、μはねじ面の静止摩擦係数、Ｆｆはねじ山斜面にかかる軸力、θはねじ面の傾斜を示すリード角である。すなわち、
Ｐｃｏｓθ≧μＦｆｃｏｓθ＋μＰｓｉｎθ
一方、ねじが固着した状態の場合には、図１７に示すようにねじ山斜面にかかる軸力Ｆｆによる摩擦力の他に、ねじ山固着による摩擦力（固着力）ｆが加わり、ねじを回すためにかけるトルクの接線方向成分力がこれを超えてかけられないため、雌ねじに対して緩めることができなくなる。すなわち、
Ｐｃｏｓθ≦μＦｆｃｏｓθ＋μＰｓｉｎθ＋ｆ（固着摩擦力）
その際、上記のように雄ねじにスリット加工を行うと、雄ねじそのものが内側に変形し易くなるので、ねじ山斜面の接線方向の固着力ｆを軽減することができる。その結果、ねじの軸力によるねじ面摩擦力や固着力を軽減することができるので、雄ねじ１を回して緩めることが可能となる。
【０００８】
ところで、前述したように雄ねじにすり割りを形成しても、例えば雄ねじの頭部の最下部である首下部の全てのねじ部（軸部）が雌ねじに螺合した状態で固着している場合には、雄ねじにスリット加工しても雄ねじの頭部がまだ一体となっているので、固着部近傍の雄ねじの変形をし易くする効果が小さくなる。特に、メートル並目ねじＭ４５などのように大サイズのねじの場合は、この不具合が顕著に現れ、雄ねじにスリット加工をしても、この方法のみでは取り外せない場合が多い。
【０００９】
一方、特許文献１に記載された技術では、外周に雄ねじ部を形成した軸部と、この軸部の基端に連設された頭部とより構成されるボルトにおいて、頭部に外端が開口し且つ内端が軸部まで達してボルト軸線方向にのびる盲孔を有し、頭部には、盲孔の内端を押圧して軸部の一部を伸び変形させるためのねじ部材が螺合可能なねじ部を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１５９３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特に、水中遠隔でねじの固着解除を行う必要がある場合、前述のように大サイズのねじが、その首下部の直近まで雌ねじに螺合した状態で、首下部に近い部分が雌ねじと固着している状態の場合、これを取り外すにはスリット加工ではなく、放電加工で雄ねじの軸方向に貫通穴を開けて大部分を除去加工することが有効であるものの、その場合には、除去加工量が多くなり、その加工時間と発生する加工粉（以下、スワーフという。）量が多くなり、しかも高精度の加工が必要となる問題がある。
【００１２】
例えば、メートル並目ねじＭ４５である呼び長さ１０５ｍｍ、ねじ部の長さ６０ｍｍの雄ねじが雌ねじに固着している場合、直径３０ｍｍ程度の貫通穴加工を雄ねじに対して行う必要があり、このためには、電流容量２０Ａ程度の簡易な放電加工装置では、加工時間が２０時間程度かかる。仮に、原子力発電設備関連の定期検査中に発生した場合に、それが全体の定期検査工程のクリティカルパス作業となった場合には、多大なプラントの停止期間と、多くの人手を必要とする。
【００１３】
一方、特許文献１に記載された技術では、頭部に外端が開口し且つ内端が軸部まで達してボルト軸線方向にのびる盲孔が形成されていることから、強度上において軸力が低下し、水中に設置した場合に隙間腐食が生じ易くなる。また、上記盲孔にねじ部材を遠隔で螺合させるには、その位置合せが極めて困難であることから作業時間が長くかかるという問題がある。
【００１４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、雄ねじと雌ねじの螺合部で齧りが生じ、固着した状態において、それらを必要最小限の加工により、スワーフ量を減少させ、水中遠隔でも迅速かつ確実に取り外すためのねじの取外し用加工方法およびその取外し用加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係るねじの取外し用加工方法は、頭部とねじ部とが一体に形成され、前記ねじ部が被締付部材に固着された雄ねじを取り外すためのねじの取外し用加工方法であって、前記頭部の一部を残し前記頭部および前記ねじ部の軸方向に沿って縦スリットを形成する縦スリット形成ステップと、前記縦スリット形成ステップの後に、前記頭部の首下部およびその近傍のねじ部に内側から軸線回りに横スリットを形成する横スリット形成ステップと、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るねじの取外し用加工装置は、頭部とねじ部とが一体に形成され、前記ねじ部が被締付部材に固着された雄ねじを取り外すねじの取外し用加工装置であって、前記頭部の一部を残し前記頭部および前記ねじ部の軸方向に沿って縦スリットを形成する縦スリット形成手段と、前記縦スリットにおける、前記頭部の首下部およびその近傍のねじ部に内側から軸線回りに旋回させて横スリットを形成する横スリット形成手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、雄ねじと雌ねじとの螺合部で齧りが生じ、固着した状態において、スワーフ量を減少させ、水中遠隔でも迅速かつ確実に取り外すための加工を必要最小限とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るねじの取外し用加工方法おいて縦スリットを形成した雄ねじを示す拡大斜視図である。
【図２】図１の雄ねじにおいて縦スリットを形成する部分を示す縦断面図である。
【図３】図１の雄ねじにおいて縦スリットを形成する部分を示す平面図である。
【図４】図１において縦スリットおよび横スリットを形成した雄ねじを示す拡大斜視図である。
【図５】図４における首下部の横断面図である。
【図６】図４の縦断面図である。
【図７】図１の雄ねじに縦スリットを形成する放電加工機を示す立面図である。
【図８】図１の雄ねじに縦スリットを形成する電極を示す斜視図である。
【図９】図７の放電加工機に位置出し機構を取り付けた状態を示す立面図である。
【図１０】図４の雄ねじに横スリットを形成する放電加工機を示す立面図である。
【図１１】図４の雄ねじに横スリットを形成する電極を示す斜視図である。
【図１２】実施例１で炉内設備における燃料ラックの締結に用いられている雄ねじを示す斜視図である。
【図１３】実施例２で用いられる電極を示す斜視図である。
【図１４】実施例３で用いられる電極を示す斜視図である。
【図１５】雄ねじに穴加工する従来のねじの取外し用加工方法を示す部分拡大斜視図である。
【図１６】雄ねじに放電電極によりスリット加工する従来のねじの取外し用加工方法を示す部分拡大斜視図である。
【図１７】雄ねじにおける軸力Ｆｆと接線力Ｐとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係るねじの取外し用加工方法およびその取外し用加工装置の実施形態および実施例について、図面を参照して説明する。
【００２０】
（一実施形態）
図１は本発明に係るねじの取外し用加工方法おいて縦スリットを形成した雄ねじを示す拡大斜視図である。図２は図１の雄ねじにおいて縦スリットを形成する部分を示す縦断面図である。図３は図１の雄ねじにおいて縦スリットを形成する部分を示す平面図である。
【００２１】
図４は図１において縦スリットおよび横スリットを形成した雄ねじを示す拡大斜視図である。図５は図４における首下部の横断面図である。図６は図４の縦断面図である。なお、従来例と同一または対応する構成要素および部分には、同一の符号を用いて説明する。
【００２２】
本実施形態では、雄ねじに縦スリット加工を行った後、ごく簡単な横スリット加工を行い、雌ねじに対する雄ねじ残存部の螺合力を小さくすることにより、追加加工量を極力少なくして雄ねじを取り外すことができるようにしている。以下、具体的に説明する。
【００２３】
図１〜図３に示すように、雄ねじ１は、頭部１ａとねじ部１ｂが一体に形成され、首下部からねじ部（軸部）１ｂの先端まで被締付部材としての雌ねじ（図示せず）に螺合して齧りが生じて固着されているものとする。ここで、上記首下部とは、頭部１ａの最下部であり、ねじ部１ｂが連続して形成される部位をいう。
【００２４】
雄ねじ１は、まず図１６に示した従来例と同様に、頭部１ａの一部を残し、ねじ部１ｂのねじ山を含み、軸方向全体に亘って縦スリット（すり割り）５が形成される。この場合、上記雌ねじの縦スリット５が形成された部位は、ねじ山が切り欠かれることになる。
【００２５】
次に、雄ねじ１は、図４〜図６に示すように頭部１ａの首下部の一部を残して内側から軸線回りに横スリット６が形成される。この横スリット６は、頭部１ａの首下部に限らず、その近傍のねじ部１ｂに形成するようにしてもよい。以下の説明において、上記首下部とは、頭部１ａの最下部であり、ねじ部１ｂが連続して形成される部位とする。
【００２６】
因みに、横スリット６は、雄ねじ１のねじ部１ｂが首下部だけで頭部１ａに繋がる片持ち梁構造を呈し、上記雌ねじに対する雄ねじ１の残存部の螺合力が小さくなるような部位に形成される。したがって、ねじ部１ｂの先端部近傍に横スリット６を形成したとしても、その効果が小さいことから、頭部１ａの首下部およびその近傍のねじ部１ｂに形成される。
【００２７】
このように本実施形態の雄ねじ１によれば、頭部１ａの一部を残し、ねじ部１ｂのねじ山を含み、軸方向全体に亘って縦スリット５を形成するとともに、頭部１ａの首下部の一部を残して内側から軸線回りに横スリット６を形成したことにより、上記のように片持ち梁構造を呈しているので、上記雌ねじに対する雄ねじ１の残存部の螺合力が小さくなり、剛性の高いねじでも確実かつ容易に取り外すことができる。
【００２８】
次に、本実施形態に係るねじの取外し用加工方法の構成について説明する。
【００２９】
まず、雄ねじ１に縦スリット５を形成する加工方法について説明する。
【００３０】
図７は図１の雄ねじに縦スリットを形成する放電加工機を示す立面図である。図８は図１の雄ねじに縦スリットを形成する電極を示す斜視図である。図９は図７の放電加工機に位置出し機構を取り付けた状態を示す立面図である。なお、図７、図９および図１０に示す雄ねじは、図１〜図６に示す雄ねじと同一のものとする。
【００３１】
図７に示すように、縦スリット形成手段としての放電加工機１０は、ベース部１１上に設置されたモータ１２と、このモータ１２の出力軸に連結されてモータ１２の駆動により回転するボールねじ軸１３と、このボールねじ軸１３に螺合されたボールねじナット１４と、このボールねじナット１４の昇降動作を案内するリニアガイド１５と、ボールねじナット１４に取り付けられる縦スリット形成用の電極１６とを備える。この電極１６は、例えば図８に示すように幅４５ｍｍ、長さ１４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの平板状に形成されている。
【００３２】
このように構成された放電加工機１０は、図示しない電源をオンにすると、モータ１２が駆動する。すると、ボールねじ軸１３が回転し、その回転に伴ってボールねじナット１４がリニアガイド１５に沿って下降する。
【００３３】
これにより電極１６は、雄ねじ１に接近して雄ねじ１に図１〜図３に示すように頭部１ａの一部を残し、ねじ部１ｂのねじ山を含み、軸方向全体に亘って幅４５ｍｍ、厚さ３ｍｍの縦スリット５を形成するための加工を行う。
【００３４】
この加工の際の位置決めは、図９に示す位置出し機構１７を用いて行われる。図９に示すように、位置出し機構１７は、上記のように構成した放電加工機１０の下部に取り付けられる。位置出し機構１７は、放電加工機１０が取外す対象の当該雄ねじ１における頭部１ａの外周部の形状に合わせた挿入キャップ部１８を有し、この挿入キャップ部１８を頭部１ａに嵌め込むことより、雄ねじ１に対する電極１６の位置決めを行う。
【００３５】
そして、縦スリット５を形成するための放電加工が終了すると、図７に示すようにボールねじ軸１３を反転させ、ボールねじナット１４を上昇させて元の位置に戻す。
【００３６】
次に、雄ねじ１に横スリット６を形成する加工方法について説明する。
【００３７】
図１０は図４の雄ねじに横スリットを形成する放電加工機を示す立面図である。図１１は図４の雄ねじに横スリットを形成する電極を示す斜視図である。なお、図１０において、図７と同一の部分には、同一の符号を付して説明する。
【００３８】
図１０では、図７に示す放電加工機１０において、モータ旋回駆動を縦方向直線駆動に変換する機構に新たなモータユニットを取り付け、縦方向軸線周りに旋回させて横スリットを加工可能な横スリット形成手段としての放電加工機２０としている。
【００３９】
具体的には、図１０に示すように、モータ旋回駆動を縦方向直線駆動に変換する機構としてのボールねじ軸１３には、このボールねじ軸１３の回転に従って昇降可能なナット２１が螺合している。このナット２１には、モータ２２が取り付けられ、このモータ２２の出力軸に減速機２３を介して取付部２４が設けられている。この取付部２４には、Ｔ字型の電極２５が取り付けられている。なお、モータ２２および減速機２３は、上記モータユニットを構成する。
【００４０】
Ｔ字型の電極２５は、図１１に示すように直径２ｍｍの棒状の支柱部２５ａと、この支柱部２５ａに対して直交する方向に設けられ、直径１ｍｍで長さ４０ｍｍの棒状の直交部２５ｂとから形成されている。
【００４１】
このように構成された放電加工機２０は、図示しない電源をオンにすると、モータ１２が駆動する。すると、ボールねじ軸１３が回転し、ナット２１がリニアガド１５に沿って下降する。そして、Ｔ字型の電極２５が縦スリット５に挿入され、その直交部２５ｂが頭部１ａの首下部に達すると、回転駆動用のモータ２２を駆動して直交部２５ｂを１８０度旋回（半回転）させる。
【００４２】
つまり、電極２５の直交部２５ｂを雄ねじ１内における首下部まで挿入し、この首下部において電極２５の直交部２５ｂを旋回させ、放電加工を軸線回りに半回転分だけ行う。この場合、Ｔ字型の電極２５は、旋回軸線周りに扇形に加工を行うので、直交部２５ｂの左右両先端部（外周部）が、旋回軸中心に近い部分よりも、選択的に早く減耗していく。これにより、加工形状は、完全な扇形の空間状に加工されるのではなく、半径方向が徐々に短くなる図５に示すような扇形となる。なお、この加工の際の位置決めは、上記縦スリット５を形成する加工方法と同様に図９に示す位置出し機構１７により行われる。
【００４３】
その結果、雄ねじ１の首下部の内部が図５に示すような扇形の空間形状に加工除去され、その残存部６ａがハッチングで示すように薄肉の断面略弓形に形成されることにより、齧りが生じ固着しているねじ面の接触圧力を著しく軽減させることができる。
【００４４】
このようにして雄ねじ１に縦スリット５と横スリット６を順に形成した後は、図示しない専用のねじ回し治具を用いて、雄ねじ１を緩める方向に回転させて取り外す。
【００４５】
次に、本実施形態に係るねじの取外し用加工方法の作用および効果について説明する。
【００４６】
仮に、雄ねじ１の首下部分が全て雌ねじに螺合している場合、Ｔ字型の電極２５で軸線周りに加工する位置は、雌ねじの入口近傍の位置となる。大径のねじでは、雌ねじの入口部分は、大きなＣ面取り加工が施されているのが一般的であるので、上述した扇形の加工を行う電極２５の直交部２５ｂの先端部は、雄ねじ１のねじ山よりも大きな直径部までの長さがあっても、雌ねじのねじ山を加工してしまうことはない。
【００４７】
その場合、雄ねじ１の加工形状は、図５に示すように、初期の加工部分は切断されるものの、電極２５の直交部２５ｂ左右両端部が減耗するに従って、その左右両端部は徐々に内側に短くなるので、雄ねじ１の頭部１ａとの接続部、すなわち残存部６ａを残すことができる。この形状に雄ねじ１の首下部近傍の内部が加工された場合、加工完了後に雄ねじ１を緩める方向に旋回させると、スリット加工をした雄ねじ１の残存部６ａは、軸を中心にして、内側に捻りを受け易くなる。
【００４８】
これが、固着を解除する効果として加算されるので、より確実に雄ねじ１の固着を解除することができ、さらに、固着事象から離脱した後に、固着部が他のねじ山面を二次的に損傷させることを防止するのに大きな効果を発揮する。
【００４９】
したがって、本実施形態のねじの取外し用加工方法により雄ねじ１を加工して取り外すことにより、従来のように大サイズの貫通穴を雄ねじ１に追加加工して固着ねじを解除する方法や、雄ねじ１に縦スリット５のみを加工する方法に比べて、雌ねじとの固着部分が螺合部のどの位置であっても、また雄ねじ１の首下部が雌ねじに全て螺合している状態で、雄ねじ１の首下部近傍に齧りが生じて固着が発生している場合であっても、上述したように雄ねじ１の首下部の残存部６ａが薄肉の断面略弓形に形成され、齧りが生じ固着しているねじ面の接触圧力を著しく軽減させているので、雄ねじ１を迅速かつ確実に取り外すことが可能となる。
【００５０】
参考として、メートル並目ねじＭ４５×Ｌ１４５（雄ねじの頭部含む）を想定した場合、加工量は２．５ｃｍ３となり、前述の雄ねじ１をすり割り後、貫通穴を開ける方法（加工量１００ｃｍ３）に比べ、加工時間を９７．５％削減することができる。
【００５１】
このように本実施形態によれば、雄ねじ１と雌ねじの螺合部で齧りが生じ、固着した状態において、それらを取外すためのねじ部の追加加工を極力少なくし、スワーフ量を減少させ、水中遠隔でも迅速かつ確実に取り外すことができる。
【００５２】
特に、水中遠隔での作業ニーズのある原子力機器関連の機器を補修する場合には、ねじを取外すために水中放電加工を行う場合が多いが、本実施形態を適用することにより、加工時間と加工の際に発生するスワーフ量を最小限に抑えることができ、作業効率の良い処置を行うことができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、雄ねじ１の最小限の加工で済むので、追加加工後に雄ねじ１を回して抜き去るために必要となる、十分な雄ねじ全体の剛性および形状を維持することができる。
【００５４】
これに対し、他の方法で、雄ねじ１の首下部の除去加工を行う場合、雄ねじ１の頭部１ａの上部から連続した加工を行う必要があるため、加工後に取り外すための六角レンチを挿入する六角穴や頭部外周六角部の形状が崩れ、旋回除去用の工具を挿入するために新たな形状の追加加工が必要となる。
【００５５】
また、縦方向のスリットを、周方向位置を変えて複数回加工する方法や、円柱形状の貫通穴に加工する方法の場合には、雄ねじ１の頭部１ａの形状的な剛性が低くなるので、たとえレンチやスパナを当てる面が残っていても、大きなトルクをかけると、雄ねじ１の頭部１ａが破損して、除去することができなくなる。その点、本実施形態によれば、このような不具合を未然に回避することができる。
【００５６】
さらに、図１１に示すＴ字型の電極２５は、加工電極が雄ねじ１中に深くなっていくに従って、発生したスワーフを排除しにくい状態となる。その結果、電極の異常放電が生じ易くなり、頻繁に加工停止事象が発生する。
【００５７】
しかしながら、本実施形態では、敢えてごく細いＴ字型の電極２５を使用している。具体的には、上記のように電極２５を、直径２ｍｍの支柱部２５ａと、直径１ｍｍで長さ４０ｍｍの直交部２５ｂとから形成しているので、減耗が早く、その場合、電極の挟み込み事象や異常放電事象の発生確率を低く抑えることができる。よって、加工途中で一旦電極を抜いて、新規な電極と取り替えるなどの煩雑な作業をなくすことができる。
【００５８】
そして、Ｔ字型の電極２５は、横スリットの形成時に全て消耗するように予め設計しておくことで、加工が終了した際、電極２５の直交部２５ｂの周方向位置を縦スリット５に合わせて位置決めし、電極２５を引き抜くような難度の高い作業を不要にすることが可能となる。
【００５９】
（実施例１）
以下、具体的な実施例１について説明する。
【００６０】
なお、前記実施形態と同一の部分には、同一の符号を用いて説明する。その他の実施例も同様とする。
【００６１】
実施例１では、図１２に示すように雄ねじ３０にすり割り部３１を加工し、このすり割り部３１を利用して図１１に示す電極２５は、図６の該当位置にセット可能とするため、Ｔ字型の形状に形成されている。なお、電極２５は、銀タングステンを主成分としている。
【００６２】
また、放電加工機２０は、前記実施形態と同様に図１０に示すようにＴ字型の電極２５を図６の該当位置までセットするための直線駆動機能とＴ字型の電極２５を縦方向軸線回りに回転させるための回転駆動機能とを有する。
【００６３】
さらに、Ｔ字型の電極２５は、前記実施形態と同様に１回の旋回加工（半回転）で全て消耗するように設計されているので、加工終了後にＴ字型の電極２５をすり割り部３１の周方向位置に合わせて位置決めし、電極２５を雄ねじ３０の頭部３０ａから引き抜く作業を必要としない。
【００６４】
したがって、本実施例の縦方向軸線回りの回転駆動機能は、放電加工のための速度制御機能を有するが、精密な位置制御機能は、必ずしも必要としない。
【００６５】
具体的な雄ねじ３０を取り外す実施例を参照しつつ、雄ねじ３０の取り外し加工方法について以下に説明する。
【００６６】
図１２はＢＷＲ（沸騰水型原子炉）の炉内設備である燃料ラックの締結に用いられている雄ねじ３０を示す斜視図である。図１２に示すように、この雄ねじ３０は、メートル並目ねじＭ４５であり、谷径φ４０．１ｍｍ、頭部を含めた全長が１４５ｍｍである。
【００６７】
まず、図７に示す放電加工機１０と図８に示す縦スリット（すり割り）用の電極１６を用いて、図示しない水中における燃料ラックの締結用の雄ねじ３０に厚さ３ｍｍのすり割り加工を行うため、放電加工機１０を吊下げ、遠隔操作により雄ねじ３０の近傍まで移動させる。
【００６８】
次に、図９に示すように放電加工機１０の下部に位置出し機構１７を取り付け、その挿入キャップ部１８を雄ねじ３０の頭部３０ａに被せることにより放電加工機１０と雄ねじ３０との位置出しを行う。
【００６９】
その位置出し後、図７に示すようにモータ１２およびボールねじ軸１３によるナット１４の直進下降運動にて電極１６を雄ねじ３０の頭部３０ａ面位置から約２ｍｍ上の位置にセットする。
【００７０】
この電極１６をセットした後、電流０〜３０Ａ、電圧２００Ｖ±１０％（５０Ｈｚ）の条件で放電加工を開始し、０．２ｇ／ｍｉｎ〜０．５ｇ／ｍｉｎの加工速度で１４５ｍｍのストロークまで加工する。
【００７１】
なお、すり割り用の電極１６の幅は、４５ｍｍとし、雄ねじ３０の頭部３０ａを左右二つに切断することなく、雄ねじ３０を完全にすり割り、また図示しない雌ねじの損傷を極力少なくしている。また、電極１６の長さを１４５ｍｍとすることで、雄ねじ３０の頭部３０ａからねじ部先端まで１４５ｍｍのすり割り部３１の加工を行うことができる。
【００７２】
そのすり割り部３１の加工完了後、放電加工機１０を一旦、水中より引き上げ、この放電加工機１０からすり割り加工用の電極１６とボールねじナット１４を取り外し、図１０および図１１に示すように雄ねじ首下除去用の電極２５とその駆動機構であるモータ２２、減速機２３を取り付けたボールねじのナット２１の取り付けを行い、放電加工機２０とする。
【００７３】
先に加工したすり割り部３１と放電加工機２０の位置出しについては、すり割り加工時の方法と同様に放電加工機２０下部に位置出し機構１７を取り付け、その挿入キャップ部１８を雄ねじ３０の頭部３０ａに被せることで行う。この位置出し後、モータ１２、ボールねじ軸１３およびナット２１による直進下降運動にて電極２５を図６と同様に雄ねじ３０のすり割り部３１を通して、雄ねじ３０の首下部にセットする。
【００７４】
雄ねじ３０の首下部に電極２５をセットした後、新たに取り付けた縦方向軸線回り用のモータ２２により、電極２５を０．０５ｒｐｍで回転させながら電流０〜３０Ａ、電圧２００Ｖ±１０％（５０Ｈｚ）で放電加工を行い、雄ねじ３０の首下部の除去加工を０．２ｇ／ｍｉｎ〜０．５ｇ／ｍｉｎの加工速度で行う。
【００７５】
このようにＴ字型の電極２５を用いたことにより、直交部２５ｂの左右先端部の方（外周部）が、旋回軸中心に近い部分よりも、選択的に早く減耗し、加工形状は、図５に示すように半径方向が短くなる扇形となる。
【００７６】
なお、電極重量消耗費を１３％とした場合の全加工に必要な電極重量（２．１ｇ）よりも電極２５の直交部２５ｂの重量（１．９ｇ）は小さいため、電極２５の直交部２５ｂは全て消耗する。
【００７７】
放電加工終了後、電極２５を雄ねじ３０の首下部からモータ１２、ボールねじ軸１３およびナット２１による直進上昇運動にて引き抜く。この際、電極２５の直交部２５ｂが、先の加工により全て消耗しているため、電極２５の直交部２５ｂをすり割り部３１に周方向位置を合わせる必要がなくなり、容易に引き抜くことが可能となる。
【００７８】
最後に、放電加工機２０を水中から引上げた後、ねじ回し治具としてのレンチを用いて雄ねじ３０を緩めて除去する。
【００７９】
このように本実施例によれば、雄ねじ３０と雌ねじの螺合部で齧りが生じ、固着した状態において、それらを取外すためのねじ部の追加加工を極力少なくし、スワーフ量を減少させ、水中遠隔でも迅速かつ確実に取り外すことができる。
【００８０】
（実施例２）
図１３は実施例２で用いられる電極を示す斜視図である。
【００８１】
実施例２では、実施例１で説明した雄ねじ３０のすり割り部３１の加工後、図１０の縦方向軸線回りの回転駆動機能について精密な位置制御機能を有さない雄ねじ３０の首下部除去用の放電加工機２０のモータ２２に代わり、サーボモータと、このサーボモータの近傍に設けたエンコーダを取り付け、電極の精密な回転位置制御機能を有するようにしている。これらサーボモータおよびエンコーダが回転位置制御手段を構成する。
【００８２】
本実施例では、電極の精密な回転位置制御機能を有することから、図１３に示すようにＴ字型に形成された電極３５が用いられる。図１３に示すように、電極３５は、支柱部３５ａと、この支柱部３５ａに対して直交する方向に設けられた根元部３５ｂ，３５ｂと、これらの根元部３５ｂ，３５ｂにそれぞれ一体に形成された先端部３５ｃ，３５ｃとから形成されている。
【００８３】
具体的には、支柱部３５ａの径が２ｍｍであり、根元部３５ｂ，３５ｂの径がそれぞれ２ｍｍ、長さが支柱部３５ａの周面からそれぞれ１０ｍｍであり、先端部３５ｃ，３５ｃの径がそれぞれ１ｍｍ、根元部３５ｂからそれぞれ９ｍｍ延びている。したがって、先端部３５ｃと先端部３５ｃとの間隔は、４０ｍｍである。したがって、根元部３５ｂ，３５ｂの剛性を先端部３５ｃ，３５ｃの剛性よりも大きくしている。
【００８４】
このように本実施例によれば、電極３５の精密な回転位置制御機能を有し、電極３５の回転時の位置決めを正確に行うことができることから、根元部３５ｂ，３５ｂの形状を先端部３５ｃ，３５ｃに比べ、剛性を持たせることができるため、根元部３５ｂ，３５ｂの折損の可能性を未然に回避することができる。
【００８５】
なお、電極３５は、根元部３５ｂ，３５ｂの剛性を大きくしたため、放電加工後も根元部３５ｂ，３５ｂが残るものの、縦方向軸線回りの回転駆動機能について精密な回転位置制御機能を有するので、電極３５のＴ字部である根元部３５ｂ，３５ｂを縦スリット５の周方向位置に合わせることができ、電極３５を雄ねじ３０の首下部から確実かつ容易に引き抜くことができる。
【００８６】
（実施例３）
図１４は実施例３で用いられる電極を示す斜視図である。
【００８７】
本実施例では、図１４に示すように雄ねじ３０に十字型のすり割り部を形成するため、平面十字型の電極３６を用いている。この電極３６は、平面上下幅および左右幅がそれぞれ４５ｍｍ、長さが１４５ｍｍ、一片の厚さが３ｍｍである。
【００８８】
このように本実施例によれば、雄ねじ３０に平面十字型の電極３６を用いて十字型のすり割り部を形成することにより、実施例１よりも雄ねじ３０の剛性を小さくすることができ、雄ねじ３０の首下部の除去加工を行った後の雄ねじの取り外しをより小さなトルクで取り外すことができる。
【００８９】
なお、本発明は上記実施形態および実施例に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば上記第３実施例では、十字型の電極３６を用いてすり割り部を形成したが、これに限らず、例えば前記実施形態および実施例１の平板状に形成された電極１６を雄ねじに対して周方向角度を変えて複数回加工するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１…雄ねじ
１ａ…頭部
１ｂ…ねじ部
５…縦スリット
６…横スリット
１０…放電加工機（縦スリット形成手段）
１１…ベース部
１２…モータ
１６…電極
１７…位置出し機構
１８…挿入キャップ部
２０…放電加工機（横スリット形成手段）
２５…電極
３０…雄ねじ
３１…すり割り部
３５…電極
３６…電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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