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特開2024-102821疲労亀裂の補修方法、及びそれに用いる補修用部材、並びに補修用部材の取り外し方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024102821
(43)【公開日】2024-07-31
(54)【発明の名称】疲労亀裂の補修方法、及びそれに用いる補修用部材、並びに補修用部材の取り外し方法
(51)【国際特許分類】
B23P 6/04 20060101AFI20240724BHJP
B63B 43/00 20060101ALI20240724BHJP
B63B 81/00 20200101ALI20240724BHJP
E01D 22/00 20060101ALI20240724BHJP
【ＦＩ】
B23P6/04
B63B43/00 Z
B63B81/00
E01D22/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】28
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023218116
(22)【出願日】2023-12-25
(31)【優先権主張番号】P 2023006574
(32)【優先日】2023-01-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】501204525
【氏名又は名称】国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100098545
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100189717
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 貴章
(72)【発明者】
【氏名】高橋 一比古
【テーマコード（参考）】
2D059
【Ｆターム（参考）】
2D059GG39
(57)【要約】
【課題】ストップホールにはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法を斜面型くさび部材よりも小さくすることにより、適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大する。
【解決手段】疲労亀裂の補修方法は、母板１に長穴又は円孔のストップホール１０，１００を加工するストップホール加工ステップと、ストップホール１０，１００に楕円柱形を含むカム形のカム形くさび部材２０，２００をはめ込むくさび部材はめ込みステップと、カム形くさび部材２０，２００に回転付勢力を所定の範囲で作用させる回転付勢力発生ステップと、母板１に作用する繰り返し引張荷重Ｆによるストップホール１０，１００の伸長変形にカム形くさび部材２０，２００を自動的に適応させてくさび荷重Ｗを発生させるくさび荷重発生ステップを有する。
【選択図】図１
【解決手段】疲労亀裂の補修方法は、母板１に長穴又は円孔のストップホール１０，１００を加工するストップホール加工ステップと、ストップホール１０，１００に楕円柱形を含むカム形のカム形くさび部材２０，２００をはめ込むくさび部材はめ込みステップと、カム形くさび部材２０，２００に回転付勢力を所定の範囲で作用させる回転付勢力発生ステップと、母板１に作用する繰り返し引張荷重Ｆによるストップホール１０，１００の伸長変形にカム形くさび部材２０，２００を自動的に適応させてくさび荷重Ｗを発生させるくさび荷重発生ステップを有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造物の母板に生じた疲労亀裂にストップホールを設けくさび部材をはめ込んで疲労亀裂を補修する疲労亀裂の補修方法であって、前記母板に長穴又は円孔の前記ストップホールを加工するストップホール加工ステップと、前記ストップホールに楕円柱形を含むカム形のカム形くさび部材をはめ込むくさび部材はめ込みステップと、前記カム形くさび部材に回転付勢力を所定の範囲で作用させる回転付勢力発生ステップと、前記母板に作用する繰り返し引張荷重による前記ストップホールの伸長変形に前記カム形くさび部材を自動的に適応させてくさび荷重を発生させるくさび荷重発生ステップとを有することを特徴とする疲労亀裂の補修方法。
【請求項2】
前記ストップホール加工ステップにおいて、前記母板の前記疲労亀裂の先端部に、直径が前記カム形くさび部材の短径より大きく長径より小さい円孔を加工した後、前記疲労亀裂の側もしくは反対側の円孔壁をグラインダーを含む切削手段で切削して滑らかな長穴として、前記ストップホールを形成することを特徴とする請求項１に記載の疲労亀裂の補修方法。
【請求項3】
前記ストップホールが円孔の場合、前記ストップホール加工ステップと前記くさび部材はめ込ステップとの間で、円孔壁にスペーサーを装着することを特徴とする請求項１に記載の疲労亀裂の補修方法。
【請求項4】
前記スペーサーが、上側スペーサーと、下側スペーサーと、前記上側スペーサーと前記下側スペーサーを一体的に連結する可撓性連結手段から成る場合に、前記上側スペーサーの上端と前記下側スペーサーの下端を押して前記円孔にはめ込んで装着することを特徴とする請求項３に記載の疲労亀裂の補修方法。
【請求項5】
前記回転付勢力発生ステップにおいて、 前記カム形くさび部材の回転角度を初期位置からπ／２までの範囲になるように前記回転付勢力を調節して所定の範囲で作用させることを特徴とする請求項１に記載の疲労亀裂の補修方法。
【請求項6】
構造物の母板に生じた疲労亀裂にストップホールを設けくさび部材をはめ込んで疲労亀裂を補修する疲労亀裂の補修用部材であって、前記母板に加工された長穴又は円孔の前記ストップホールにはめ込む楕円柱形を含むカム形のカム形くさび部材と、前記カム形くさび部材に回転付勢力を作用させる回転付勢力発生手段と、前記カム形くさび部材の回転を所定の範囲で作用するように制限する回転停止手段を備え、前記母板に作用する繰り返し引張荷重による前記ストップホールの伸長変形に前記カム形くさび部材を自動的に適応させてくさび荷重を発生させることを特徴とする疲労亀裂の補修用部材。
【請求項7】
前記カム形くさび部材の前記楕円柱形を含むカム形は、前記カム形くさび部材の短軸から長軸に向かってなだらかに径が増していく形状であることを特徴とする請求項６に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項8】
前記ストップホールが長穴の場合、前記カム形くさび部材の長径が前記長穴の長穴長径よりも小さく、かつ前記長穴の長穴短径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項６に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項9】
前記ストップホールが円孔の場合、前記カム形くさび部材が、前記回転付勢力の作用するカム形の第一くさび部品と、前記ストップホールにはめ込まれ前記第一くさび部品と前記ストップホールの円孔壁との空隙を埋める第二くさび部品としてのスペーサーから成ることを特徴とする請求項６に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項10】
前記スペーサーが、上側スペーサーと、下側スペーサーと、前記上側スペーサーと前記下側スペーサーを一体的に連結する可撓性を有した可撓性連結手段から成ることを特徴とする請求項９に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項11】
前記上側スペーサー及び前記下側スペーサーの板厚方向断面形状が円弧及び弦からなる板厚方向に同一の断面形状であり、前記可撓性連結手段が略円弧形をした板バネであることを特徴とする請求項１０に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項12】
前記回転付勢力発生手段が渦巻きばねであることを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項13】
前記渦巻きばねの前記回転付勢力及び回転角度の範囲を調節する調節手段を備え、前記調節手段を前記カム形くさび部材の前記回転角度がπ／２で前記回転付勢力を略ゼロに調節することを可能にすることにより前記回転停止手段を兼ねて構成することを特徴とする請求項１２に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項14】
前記カム形くさび部材の板厚を前記母板の板厚よりも小さく設定し、板厚差により生ずる前記ストップホールの前記母板と前記カム形くさび部材の空隙に前記回転付勢力発生手段と前記回転停止手段を臨ませたことを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項15】
前記母板の表面及び裏面の少なくとも一方に前記カム形くさび部材、前記回転付勢力発生手段、及び前記回転停止手段を覆う柔軟性を有した密閉手段を設けたことを特徴とする請求項１４に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項16】
前記回転停止手段が、前記母板に設けたストッパーと、前記ストッパーに当接可能な前記カム形くさび部材に形成した凸部により構成されることを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項17】
前記ストッパーが前記疲労亀裂と直交する方向に前記ストップホールを跨いで設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項18】
前記ストッパーを前記母板の表裏両側に設け、これらに当接可能な前記凸部を前記カム形くさび部材の表裏両側にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１６に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項19】
前記ストッパーを前記母板の裏側に設け、これに当接可能な前記凸部を前記カム形くさび部材の裏側に設け、前記回転付勢力発生手段を前記母板の表側に設けたことを特徴とする請求項１６に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項20】
前記回転付勢力発生手段を前記カム形くさび部材の中心部に形成したプーリーと、前記プーリーに係止されたワイヤーを含む線材と、前記線材の先端に設けた錘をもって構成し、前記回転停止手段を前記錘を受ける台をもって構成したことを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項21】
前記回転付勢力発生手段を前記カム形くさび部材の中心部に形成したプーリーと、前記プーリーに係止されたワイヤーを含む線材と、前記線材に接続した弾性体をもって構成し、前記回転停止手段を前記弾性体の張力を調整する調整手段をもって構成したことを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項22】
前記母板の面の方向が鉛直もしくは鉛直±π／４の範囲の場合に、前記回転付勢力発生手段を前記カム形くさび部材の中心部から略水平な方向に延出し重力により回転トルクを発生させるレバーウェイトをもって構成し、前記回転停止手段を前記レバーウェイトが前記略水平な方向と直交し前記母板の表面と略平行な方向の前記母板の下部にまで回転し停止することをもって構成したことを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項23】
前記カム形くさび部材の中心部に六角柱形を含む凸型嵌合部を形成し、前記レバーウェイトを前記凸型嵌合部に嵌合させたことを特徴とする請求項２２に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項24】
前記カム形くさび部材の材質を前記母板のヤング率と略同等もしくはそれ以上のヤング率を有する金属及びセラミックスを含む材質から選定することを特徴とする請求項６に記載の疲労亀裂の補修用部材。
【請求項25】
請求項１に記載の疲労亀裂の補修方法におけるくさび荷重が発生しているカム形くさび部材をストップホールから取り外す疲労亀裂の補修用部材の取り外し方法であって、前記カム形くさび部材に作用させている回転付勢力とは反対の方向にトルク発生手段によりトルクを加え、前記カム形くさび部材を弛緩させた後、前記カム形くさび部材を取り外すことを特徴とする疲労亀裂の補修用部材の取り外し方法。
【請求項26】
前記トルク発生手段が取り外し用工具であり、前記くさび荷重が小さい場合、前記カム形くさび部材に設けた凸型嵌合部に前記取り外し用工具をはめ込んで、前記回転付勢力とは反対の方向に前記トルクを加えることを特徴とする請求項２５に記載の疲労亀裂の補修用部材の取り外し方法。
【請求項27】
前記取り外し用工具を請求項２２に記載の疲労亀裂の補修用部材におけるレバーウェイトで代用し、前記回転付勢力とは反対の方向に前記トルクを加えることを特徴とする請求項２６に記載の疲労亀裂の補修用部材の取り外し方法。
【請求項28】
前記トルク発生手段が逆回転力付勢機構であり、前記くさび荷重が大きい場合、前記逆回転力付勢機構により反対の方向に逆回転付勢力を作用させて、大きな引張外荷重の負荷時に前記カム形くさび部材が通常時とは逆方向に回転するようにし、一定期間の経過をみることを特徴とする請求項２５又は請求項２６に記載の疲労亀裂の補修用部材の取り外し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、船舶、海洋構造物、橋梁、道路、車両、航空機、又は輸送・工作機械等といった各種構造物の母板に生じた疲労亀裂に対して設けたストップホールにくさび部材をはめ込んでくさび荷重を付与することにより孔端部の応力変動幅を抑制して、孔端からの亀裂の再発防止と再発亀裂の進展抑制を行う疲労亀裂の補修方法、当該補修方法に用いる疲労亀裂の補修用部材、及び当該補修方法に用いた補修用部材の取り外し方法に関する。
【背景技術】
【0002】
船舶、海洋構造物、橋梁等の金属製構造物において疲労亀裂が発見された場合には、そのまま亀裂が進展し続けて重大な損傷事故に至ることがないよう、適切な対策を講じる必要がある。
しかし、稼働中又は供用中の構造物において大がかりな恒久的対策を講じることは困難な場合が多い。特に溶接やガウジング等の火気を伴う作業が禁じられた区域等においては、とりあえず施工が容易な応急処置を施しておき、次回の入渠時や大規模補修時等、恒久的対策が可能となるタイミングまで経過を見ながら何とか持たせるというのが現実的な対処方法となっている。
そのような応急処置として最も一般的に用いられるのは、亀裂先端部に貫通ドリル孔（ストップホール）を開けて応力集中を低減する方法だが、亀裂が長い場合や施工及び仕上げが不適切な場合など、ストップホールから亀裂が再発してしまう場合もある。
このストップホールからの亀裂の再発を防ぐため、特許文献１－２、及び非特許文献１－２には、ストップホールに専用の斜面型くさび部材をはめ込んでくさび荷重を付与することにより孔端部の応力変動幅を抑制し、孔端からの亀裂再発を防いだり、再発き裂の進展を抑制する方法と、それに用いる適応型の斜面型くさび部材が開示されている（例えば特許文献２の図８）。この適応型の斜面型くさび部材を用いる補修方法によれば、補修後に作用する過大荷重による孔部の開口変位に追随して斜面型くさび部材を自動的に調節して適応させ、くさび部材の緩みを防止できるため、稼働中の最大荷重を推定してそれを負荷した状態で保持する必要がなく、実際に作用する繰り返し荷重に応じて適切なくさび荷重が自動的に付与され、構造物中を進展する疲労亀裂を片側からでも簡便かつ効果的に補修することが可能となる。
しかし、稼働中又は供用中の構造物において大がかりな恒久的対策を講じることは困難な場合が多い。特に溶接やガウジング等の火気を伴う作業が禁じられた区域等においては、とりあえず施工が容易な応急処置を施しておき、次回の入渠時や大規模補修時等、恒久的対策が可能となるタイミングまで経過を見ながら何とか持たせるというのが現実的な対処方法となっている。
そのような応急処置として最も一般的に用いられるのは、亀裂先端部に貫通ドリル孔（ストップホール）を開けて応力集中を低減する方法だが、亀裂が長い場合や施工及び仕上げが不適切な場合など、ストップホールから亀裂が再発してしまう場合もある。
このストップホールからの亀裂の再発を防ぐため、特許文献１－２、及び非特許文献１－２には、ストップホールに専用の斜面型くさび部材をはめ込んでくさび荷重を付与することにより孔端部の応力変動幅を抑制し、孔端からの亀裂再発を防いだり、再発き裂の進展を抑制する方法と、それに用いる適応型の斜面型くさび部材が開示されている（例えば特許文献２の図８）。この適応型の斜面型くさび部材を用いる補修方法によれば、補修後に作用する過大荷重による孔部の開口変位に追随して斜面型くさび部材を自動的に調節して適応させ、くさび部材の緩みを防止できるため、稼働中の最大荷重を推定してそれを負荷した状態で保持する必要がなく、実際に作用する繰り返し荷重に応じて適切なくさび荷重が自動的に付与され、構造物中を進展する疲労亀裂を片側からでも簡便かつ効果的に補修することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６７０３２８０号公報
【特許文献2】特許第６８６４２０３号公報
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】高橋一比古，“くさび補強型ストップホールを用いた疲労き裂の簡易補修法”，溶接学会論文集，２０１９，第３７巻，第２号，ｐ．８１－９７
【非特許文献2】高橋一比古，“くさび補強型ストップホールを用いた疲労き裂の簡易補修法 -再発き裂への適用性と耐疲労スマートペーストの効果-”，溶接学会論文集，２０２０，第３８巻，第４号，ｐ．３３５－３５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１－２、及び非特許文献１－２に開示されている適応型の斜面型くさび部材は、作動方向が母板の面外方向となるため、母板の表裏面における突出寸法がやや大きくなる。このため、母板の表裏面近傍に十分なスペースが取れない場合や、ストップホールに一定の気密性又は水密性が求められる場合には適用し難い。
そこで本発明は、ストップホールにはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法を斜面型くさび部材よりも小さくすることにより、適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大することを目的とする。
そこで本発明は、ストップホールにはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法を斜面型くさび部材よりも小さくすることにより、適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１記載に対応した疲労亀裂の補修方法においては、構造物の母板に生じた疲労亀裂にストップホールを設けくさび部材をはめ込んで疲労亀裂を補修する疲労亀裂の補修方法であって、母板に長穴又は円孔のストップホールを加工するストップホール加工ステップと、ストップホールに楕円柱形を含むカム形のカム形くさび部材をはめ込むくさび部材はめ込みステップと、カム形くさび部材に回転付勢力を所定の範囲で作用させる回転付勢力発生ステップと、母板に作用する繰り返し引張荷重によるストップホールの伸長変形にカム形くさび部材を自動的に適応させてくさび荷重を発生させるくさび荷重発生ステップとを有することを特徴とする。
請求項１に記載の本発明によれば、カム形くさび部材を用いることにより、ストップホールにはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法を斜面型くさび部材よりも小さくすることが可能となるため、回転付勢力を作用させることと相まって、斜面型くさび部材では適用が困難であったスペースの小さい箇所などにも適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大することができる。
請求項１に記載の本発明によれば、カム形くさび部材を用いることにより、ストップホールにはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法を斜面型くさび部材よりも小さくすることが可能となるため、回転付勢力を作用させることと相まって、斜面型くさび部材では適用が困難であったスペースの小さい箇所などにも適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大することができる。
【0007】
請求項２記載の本発明は、ストップホール加工ステップにおいて、母板の疲労亀裂の先端部に、直径がカム形くさび部材の短径より大きく長径より小さい円孔を加工した後、疲労亀裂の側もしくは反対側の円孔壁をグラインダーを含む切削手段で切削して滑らかな長穴として、ストップホールを形成することを特徴とする。
請求項２に記載の本発明によれば、長穴のストップホールを、切削手段を用いて適切に形成することができる。
請求項２に記載の本発明によれば、長穴のストップホールを、切削手段を用いて適切に形成することができる。
【0008】
請求項３記載の本発明は、ストップホールが円孔の場合、ストップホール加工ステップとくさび部材はめ込ステップとの間で、円孔壁にスペーサーを装着することを特徴とする。
請求項３に記載の本発明によれば、加工が容易な円孔のストップホールに対して、スペーサーを利用して適切にくさび荷重を付与することが可能となる。
請求項３に記載の本発明によれば、加工が容易な円孔のストップホールに対して、スペーサーを利用して適切にくさび荷重を付与することが可能となる。
【0009】
請求項４記載の本発明は、スペーサーが、上側スペーサーと、下側スペーサーと、上側スペーサーと下側スペーサーを一体的に連結する可撓性連結手段から成る場合に、上側スペーサーの上端と下側スペーサーの下端を押して円孔にはめ込んで装着することを特徴とする。
請求項４に記載の本発明によれば、ストップホールを円孔に比べて加工に手間と時間がかかる長穴とせずとも、可撓性連結手段を撓ませて円孔に上下一体型のスペーサーをはめ込むことで擬似的な長穴とすることができるため、現場における施工性を向上させることができる。
請求項４に記載の本発明によれば、ストップホールを円孔に比べて加工に手間と時間がかかる長穴とせずとも、可撓性連結手段を撓ませて円孔に上下一体型のスペーサーをはめ込むことで擬似的な長穴とすることができるため、現場における施工性を向上させることができる。
【0010】
請求項５記載の本発明は、回転付勢力発生ステップにおいて、 カム形くさび部材の回転角度を初期位置からπ／２までの範囲になるように回転付勢力を調節して所定の範囲で作用させることを特徴とする。
請求項５に記載の本発明によれば、回転付勢力の調節により、カム形くさび部材が回り過ぎてくさびとしての機能が低下してしまうことを防止できる。
請求項５に記載の本発明によれば、回転付勢力の調節により、カム形くさび部材が回り過ぎてくさびとしての機能が低下してしまうことを防止できる。
【0011】
請求項６記載に対応した疲労亀裂の補修用部材においては、構造物の母板に生じた疲労亀裂にストップホールを設けくさび部材をはめ込んで疲労亀裂を補修する疲労亀裂の補修用部材であって、母板に加工された長穴又は円孔のストップホールにはめ込む楕円柱形を含むカム形のカム形くさび部材と、カム形くさび部材に回転付勢力を作用させる回転付勢力発生手段と、カム形くさび部材の回転を所定の範囲で作用するように制限する回転停止手段を備え、母板に作用する繰り返し引張荷重によるストップホールの伸長変形にカム形くさび部材を自動的に適応させてくさび荷重を発生させることを特徴とする。
請求項６に記載の本発明によれば、くさび部材がカム形であることにより、ストップホールにはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法を斜面型くさび部材よりも小さくすることが可能となるため、回転付勢力を作用させることと相まって、斜面型くさび部材では適用が困難であったスペースの小さい箇所などにも適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大することができる。
請求項６に記載の本発明によれば、くさび部材がカム形であることにより、ストップホールにはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法を斜面型くさび部材よりも小さくすることが可能となるため、回転付勢力を作用させることと相まって、斜面型くさび部材では適用が困難であったスペースの小さい箇所などにも適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大することができる。
【0012】
請求項７記載の本発明は、カム形くさび部材の楕円柱形を含むカム形は、カム形くさび部材の短軸から長軸に向かってなだらかに径が増していく形状であることを特徴とする。
請求項７に記載の本発明によれば、カム形くさび部材を滑らかに回転が可能な適切な形状に形成することができる。
請求項７に記載の本発明によれば、カム形くさび部材を滑らかに回転が可能な適切な形状に形成することができる。
【0013】
請求項８記載の本発明は、ストップホールが長穴の場合、カム形くさび部材の長径が長穴の長穴長径よりも小さく、かつ長穴の長穴短径よりも大きく形成されていることを特徴とする。
請求項８に記載の本発明によれば、長穴のストップホール内で回転するカム形くさび部材を、ストップホールの長穴壁に適切な範囲内で接触させて、くさび荷重を発生させることができる。
請求項８に記載の本発明によれば、長穴のストップホール内で回転するカム形くさび部材を、ストップホールの長穴壁に適切な範囲内で接触させて、くさび荷重を発生させることができる。
【0014】
請求項９記載の本発明は、ストップホールが円孔の場合、カム形くさび部材が、回転付勢力の作用するカム形の第一くさび部品と、ストップホールにはめ込まれ第一くさび部品とストップホールの円孔壁との空隙を埋める第二くさび部品としてのスペーサーから成ることを特徴とする。
請求項９に記載の本発明によれば、加工が容易な円孔のストップホールに対して、スペーサーを利用して適切にくさび荷重を発生させることが可能となる。
請求項９に記載の本発明によれば、加工が容易な円孔のストップホールに対して、スペーサーを利用して適切にくさび荷重を発生させることが可能となる。
【0015】
請求項１０記載の本発明は、スペーサーが、上側スペーサーと、下側スペーサーと、上側スペーサーと下側スペーサーを一体的に連結する可撓性を有した可撓性連結手段から成ることを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明によれば、ストップホールを円孔に比べて加工に手間と時間がかかる長穴とせずとも、可撓性連結手段を撓ませて円孔に上下一体型のスペーサーをはめ込むことで擬似的な長穴とすることができるため、現場における施工性を向上させることができる。
請求項１０に記載の本発明によれば、ストップホールを円孔に比べて加工に手間と時間がかかる長穴とせずとも、可撓性連結手段を撓ませて円孔に上下一体型のスペーサーをはめ込むことで擬似的な長穴とすることができるため、現場における施工性を向上させることができる。
【0016】
請求項１１記載の本発明は、上側スペーサー及び下側スペーサーの板厚方向断面形状が円弧及び弦からなる板厚方向に同一の断面形状であり、可撓性連結手段が略円弧形をした板バネであることを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明によれば、ストップホールの上下端部と第二くさび部品である上下一体型のスペーサーとの間には板バネの付勢力によりそれぞれ押圧力が作用し、これにより上下端部に生じる摩擦力によって上下一体型のスペーサーを安定的に設置し、位置のずれや脱落を防止することができる。
請求項１１に記載の本発明によれば、ストップホールの上下端部と第二くさび部品である上下一体型のスペーサーとの間には板バネの付勢力によりそれぞれ押圧力が作用し、これにより上下端部に生じる摩擦力によって上下一体型のスペーサーを安定的に設置し、位置のずれや脱落を防止することができる。
【0017】
請求項１２記載の本発明は、回転付勢力発生手段が渦巻きばねであることを特徴とする。
請求項１２に記載の本発明によれば、渦巻きばねにより母板の表裏面における突出を少なくして、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させることができる。
請求項１２に記載の本発明によれば、渦巻きばねにより母板の表裏面における突出を少なくして、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させることができる。
【0018】
請求項１３記載の本発明は、渦巻きばねの回転付勢力及び回転角度の範囲を調節する調節手段を備え、調節手段をカム形くさび部材の回転角度がπ／２で回転付勢力を略ゼロに調節することを可能にすることにより回転停止手段を兼ねて構成することを特徴とする。
請求項１３に記載の本発明によれば、回転角度がπ／２で回転付勢力を略ゼロになるように調節することにより、調節手段と回転停止手段を分けて設ける場合に比べて構成を簡素化することができる。
請求項１３に記載の本発明によれば、回転角度がπ／２で回転付勢力を略ゼロになるように調節することにより、調節手段と回転停止手段を分けて設ける場合に比べて構成を簡素化することができる。
【0019】
請求項１４記載の本発明は、カム形くさび部材の板厚を母板の板厚よりも小さく設定し、板厚差により生ずるストップホールの母板とカム形くさび部材の空隙に回転付勢力発生手段と回転停止手段を臨ませたことを特徴とする。
請求項１４に記載の本発明によれば、母板の表裏面からの補修用部材の突出を完全になくすことが可能となる。
請求項１４に記載の本発明によれば、母板の表裏面からの補修用部材の突出を完全になくすことが可能となる。
【0020】
請求項１５記載の本発明は、母板の表面及び裏面の少なくとも一方にカム形くさび部材、回転付勢力発生手段、及び回転停止手段を覆う柔軟性を有した密閉手段を設けたことを特徴とする。
請求項１５に記載の本発明によれば、ストップホールが密閉手段により塞がれるため、ストップホールに一定の気密／水密性が求められる場合にも適用することが可能となる。また、密閉手段は、柔軟性を有することにより、繰り返し引張荷重によって開閉口する疲労亀裂や変形するストップホールに柔軟に追随して変形し、気密／水密性を維持することが可能となる。
請求項１５に記載の本発明によれば、ストップホールが密閉手段により塞がれるため、ストップホールに一定の気密／水密性が求められる場合にも適用することが可能となる。また、密閉手段は、柔軟性を有することにより、繰り返し引張荷重によって開閉口する疲労亀裂や変形するストップホールに柔軟に追随して変形し、気密／水密性を維持することが可能となる。
【0021】
請求項１６記載の本発明は、回転停止手段が、母板に設けたストッパーと、ストッパーに当接可能なカム形くさび部材に形成した凸部により構成されることを特徴とする。
請求項１６に記載の本発明によれば、カム形くさび部材は所定の範囲回転したとき凸部がストッパーに当接して停止するため、カム形くさび部材が所定の範囲を超えて回転することが制限できる。
請求項１６に記載の本発明によれば、カム形くさび部材は所定の範囲回転したとき凸部がストッパーに当接して停止するため、カム形くさび部材が所定の範囲を超えて回転することが制限できる。
【0022】
請求項１７記載の本発明は、ストッパーが疲労亀裂と直交する方向にストップホールを跨いで設けられていることを特徴とする。
請求項１７に記載の本発明によれば、ストッパーが単体でしっかり固定されるため、凸部がストッパーに当接したカム形くさび部材の回転を確実に停止することができる。また、カム形くさび部材がストップホールから脱落するのをストッパーで防止することができる。
請求項１７に記載の本発明によれば、ストッパーが単体でしっかり固定されるため、凸部がストッパーに当接したカム形くさび部材の回転を確実に停止することができる。また、カム形くさび部材がストップホールから脱落するのをストッパーで防止することができる。
【0023】
請求項１８記載の本発明は、ストッパーを母板の表裏両側に設け、これらに当接可能な凸部をカム形くさび部材の表裏両側にそれぞれ設けたことを特徴とする。
請求項１８に記載の本発明によれば、回転停止手段が表裏両側に設けられているため、凸部がストッパーに当接したカム形くさび部材の回転をより確実に停止することができ、また、カム形くさび部材がストップホールから脱落するのを表裏両側のストッパーで防止することができる。
請求項１８に記載の本発明によれば、回転停止手段が表裏両側に設けられているため、凸部がストッパーに当接したカム形くさび部材の回転をより確実に停止することができ、また、カム形くさび部材がストップホールから脱落するのを表裏両側のストッパーで防止することができる。
【0024】
請求項１９記載の本発明は、ストッパーを母板の裏側に設け、これに当接可能な凸部をカム形くさび部材の裏側に設け、回転付勢力発生手段を母板の表側に設けたことを特徴とする。
請求項１９に記載の本発明によれば、回転停止手段としてのストッパーを裏側に設け回転付勢力発生手段を表側に設けることで、両手段を同じ側に設けて空間的に競合してしまうことを回避できる。
請求項１９に記載の本発明によれば、回転停止手段としてのストッパーを裏側に設け回転付勢力発生手段を表側に設けることで、両手段を同じ側に設けて空間的に競合してしまうことを回避できる。
【0025】
請求項２０記載の本発明は、回転付勢力発生手段をカム形くさび部材の中心部に形成したプーリーと、プーリーに係止されたワイヤーを含む線材と、線材の先端に設けた錘をもって構成し、回転停止手段を錘を受ける台をもって構成したことを特徴とする。
請求項２０に記載の本発明によれば、回転付勢力発生手段をプーリーを用いた構成とすることにより、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させることができる。また、カム形くさび部材が所定の範囲を超えて回転することを台が錘を受けることによって制限できる。
請求項２０に記載の本発明によれば、回転付勢力発生手段をプーリーを用いた構成とすることにより、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させることができる。また、カム形くさび部材が所定の範囲を超えて回転することを台が錘を受けることによって制限できる。
【0026】
請求項２１記載の本発明は、回転付勢力発生手段をカム形くさび部材の中心部に形成したプーリーと、プーリーに係止されたワイヤーを含む線材と、線材に接続した弾性体をもって構成し、回転停止手段を弾性体の張力を調整する調整手段をもって構成したことを特徴とする。
請求項２１に記載の本発明によれば、回転付勢力発生手段をプーリーと弾性体を用いた構成とすることにより、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させることができる。また、カム形くさび部材が所定の範囲を超えて回転することを調整手段で弾性体の張力を調整することによって制限できる。
請求項２１に記載の本発明によれば、回転付勢力発生手段をプーリーと弾性体を用いた構成とすることにより、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させることができる。また、カム形くさび部材が所定の範囲を超えて回転することを調整手段で弾性体の張力を調整することによって制限できる。
【0027】
請求項２２記載の本発明は、母板の面の方向が鉛直もしくは鉛直±π／４の範囲の場合に、回転付勢力発生手段をカム形くさび部材の中心部から略水平な方向に延出し重力により回転トルクを発生させるレバーウェイトをもって構成し、回転停止手段をレバーウェイトが略水平な方向と直交し母板の表面と略平行な方向の母板の下部にまで回転し停止することをもって構成したことを特徴とする。
請求項２２に記載の本発明によれば、レバーウェイトにより、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させ、また、カム形くさび部材の所定の範囲を超えた回転を制限できる。
請求項２２に記載の本発明によれば、レバーウェイトにより、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させ、また、カム形くさび部材の所定の範囲を超えた回転を制限できる。
【0028】
請求項２３記載の本発明は、カム形くさび部材の中心部に六角柱形を含む凸型嵌合部を形成し、レバーウェイトを凸型嵌合部に嵌合させたことを特徴とする。
請求項２３に記載の本発明によれば、レバーウェイトによる回転付勢力を凸型嵌合部を介してカム形くさび部材に作用させることができる。
請求項２３に記載の本発明によれば、レバーウェイトによる回転付勢力を凸型嵌合部を介してカム形くさび部材に作用させることができる。
【0029】
請求項２４記載の本発明は、カム形くさび部材の材質を母板のヤング率と略同等もしくはそれ以上のヤング率を有する金属及びセラミックスを含む材質から選定することを特徴とする。
請求項２４に記載の本発明によれば、カム形くさび部材のヤング率が大きいことにより、繰り返し引張荷重の負荷及び除荷に伴うストップホールの変形量をより抑制することができる。
請求項２４に記載の本発明によれば、カム形くさび部材のヤング率が大きいことにより、繰り返し引張荷重の負荷及び除荷に伴うストップホールの変形量をより抑制することができる。
【0030】
請求項２５記載に対応した疲労亀裂の補修用部材の取り外し方法においては、疲労亀裂の補修方法におけるくさび荷重が発生しているカム形くさび部材をストップホールから取り外す疲労亀裂の補修用部材の取り外し方法であって、カム形くさび部材に作用させている回転付勢力とは反対の方向にトルク発生手段によりトルクを加え、カム形くさび部材を弛緩させた後、カム形くさび部材を取り外すことを特徴とする。
請求項２５に記載の本発明によれば、回転付勢力とは反対方向のトルクを加えることにより、カム形くさび部材を安全かつ確実に取り外すことができる。
請求項２５に記載の本発明によれば、回転付勢力とは反対方向のトルクを加えることにより、カム形くさび部材を安全かつ確実に取り外すことができる。
【0031】
請求項２６記載の本発明は、トルク発生手段が取り外し用工具であり、くさび荷重が小さい場合、カム形くさび部材に設けた凸型嵌合部に取り外し用工具をはめ込んで、回転付勢力とは反対の方向にトルクを加えることを特徴とする。
請求項２６に記載の本発明によれば、凸型嵌合部を有するカム形くさび部材をトルク発生手段を兼ねた取り外し用工具で安全かつ確実に取り外すことができる。
請求項２６に記載の本発明によれば、凸型嵌合部を有するカム形くさび部材をトルク発生手段を兼ねた取り外し用工具で安全かつ確実に取り外すことができる。
【0032】
請求項２７記載の本発明は、取り外し用工具を請求項１９に記載の疲労亀裂の補修用部材におけるレバーウェイトで代用し、回転付勢力とは反対の方向にトルクを加えることを特徴とする。
請求項２７に記載の本発明によれば、取り外し用工具を別途用意することなく、凸型嵌合部を有するカム形くさび部材をレバーウェイトで安全かつ確実に取り外すことができる。
請求項２７に記載の本発明によれば、取り外し用工具を別途用意することなく、凸型嵌合部を有するカム形くさび部材をレバーウェイトで安全かつ確実に取り外すことができる。
【0033】
請求項２８記載の本発明は、トルク発生手段が逆回転力付勢機構であり、くさび荷重が大きい場合、逆回転力付勢機構により反対の方向に逆回転付勢力を作用させて、大きな引張外荷重の負荷時にカム形くさび部材が通常時とは逆方向に回転するようにし、一定期間の経過をみることを特徴とする。
請求項２８に記載の本発明によれば、くさび荷重が大きいことにより取り外し難くなっているカム形くさび部材を、大きな引張外荷重が作用してくさび荷重が弛緩したときに自動的に逆方向に回転させて、安全かつ確実に取り外すことができる。
請求項２８に記載の本発明によれば、くさび荷重が大きいことにより取り外し難くなっているカム形くさび部材を、大きな引張外荷重が作用してくさび荷重が弛緩したときに自動的に逆方向に回転させて、安全かつ確実に取り外すことができる。
【発明の効果】
【0034】
本発明の疲労亀裂の補修方法によれば、カム形くさび部材を用いることにより、ストップホールにはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法を斜面型くさび部材よりも小さくすることが可能となるため、回転付勢力を作用させることと相まって、斜面型くさび部材では適用が困難であったスペースの小さい箇所などにも適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大することができる。
【0035】
また、ストップホール加工ステップにおいて、母板の疲労亀裂の先端部に、直径がカム形くさび部材の短径より大きく長径より小さい円孔を加工した後、疲労亀裂の側もしくは反対側の円孔壁をグラインダーを含む切削手段で切削して滑らかな長穴として、ストップホールを形成する場合には、長穴のストップホールを、切削手段を用いて適切に形成することができる。
【0036】
また、ストップホールが円孔の場合、ストップホール加工ステップとくさび部材はめ込ステップとの間で、円孔壁にスペーサーを装着する場合には、加工が容易な円孔のストップホールに対して、スペーサーを利用して適切にくさび荷重を付与することが可能となる。
【0037】
また、スペーサーが、上側スペーサーと、下側スペーサーと、上側スペーサーと下側スペーサーを一体的に連結する可撓性連結手段から成る場合に、上側スペーサーの上端と下側スペーサーの下端を押して円孔にはめ込んで装着する場合には、ストップホールを円孔に比べて加工に手間と時間がかかる長穴とせずとも、可撓性連結手段を撓ませて円孔に上下一体型のスペーサーをはめ込むことで擬似的な長穴とすることができるため、現場における施工性を向上させることができる。
【0038】
また、回転付勢力発生ステップにおいて、 カム形くさび部材の回転角度を初期位置からπ／２までの範囲になるように回転付勢力を調節して所定の範囲で作用させる場合には、回転付勢力の調節により、カム形くさび部材が回り過ぎてくさびとしての機能が低下してしまうことを防止できる。
【0039】
また、疲労亀裂の補修用部材によれば、くさび部材がカム形であることにより、ストップホールにはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法を斜面型くさび部材よりも小さくすることが可能となるため、回転付勢力を作用させることと相まって、斜面型くさび部材では適用が困難であったスペースの小さい箇所などにも適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大することができる。
【0040】
また、カム形くさび部材の楕円柱形を含むカム形は、カム形くさび部材の短軸から長軸に向かってなだらかに径が増していく形状である場合には、カム形くさび部材を滑らかに回転が可能な適切な形状に形成することができる。
【0041】
また、ストップホールが長穴の場合、カム形くさび部材の長径が長穴の長穴長径よりも小さく、かつ長穴の長穴短径よりも大きく形成されている場合には、長穴のストップホール内で回転するカム形くさび部材を、ストップホールの長穴壁に適切な範囲内で接触させて、くさび荷重を発生させることができる。
【0042】
また、ストップホールが円孔の場合、カム形くさび部材が、回転付勢力の作用するカム形の第一くさび部品と、ストップホールにはめ込まれ第一くさび部品とストップホールの円孔壁との空隙を埋める第二くさび部品としてのスペーサーから成る場合には、加工が容易な円孔のストップホールに対して、スペーサーを利用して適切にくさび荷重を発生させることが可能となる。
【0043】
また、スペーサーが、上側スペーサーと、下側スペーサーと、上側スペーサーと下側スペーサーを一体的に連結する可撓性を有した可撓性連結手段から成る場合には、ストップホールを円孔に比べて加工に手間と時間がかかる長穴とせずとも、可撓性連結手段を撓ませて円孔に上下一体型のスペーサーをはめ込むことで擬似的な長穴とすることができるため、現場における施工性を向上させることができる。
【0044】
また、上側スペーサー及び下側スペーサーの板厚方向断面形状が円弧及び弦からなる板厚方向に同一の断面形状であり、可撓性連結手段が略円弧形をした板バネである場合には、ストップホールの上下端部と第二くさび部品である上下一体型のスペーサーとの間には板バネの付勢力によりそれぞれ押圧力が作用し、これにより上下端部に生じる摩擦力によって上下一体型のスペーサーを安定的に設置し、位置のずれや脱落を防止することができる。
【0045】
また、回転付勢力発生手段が渦巻きばねである場合には、渦巻きばねにより母板の表裏面における突出を少なくして、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させることができる。
【0046】
また、渦巻きばねの回転付勢力及び回転角度の範囲を調節する調節手段を備え、調節手段をカム形くさび部材の回転角度がπ／２で回転付勢力を略ゼロに調節することを可能にすることにより回転停止手段を兼ねて構成する場合には、回転角度がπ／２で回転付勢力を略ゼロになるように調節することにより、調節手段と回転停止手段を分けて設ける場合に比べて構成を簡素化することができる。
【0047】
また、カム形くさび部材の板厚を母板の板厚よりも小さく設定し、板厚差により生ずるストップホールの母板とカム形くさび部材の空隙に回転付勢力発生手段と回転停止手段を臨ませた場合には、母板の表裏面からの補修用部材の突出を完全になくすことが可能となる。
【0048】
また、母板の表面及び裏面の少なくとも一方にカム形くさび部材、回転付勢力発生手段、及び回転停止手段を覆う柔軟性を有した密閉手段を設けた場合には、ストップホールが密閉手段により塞がれるため、ストップホールに一定の気密／水密性が求められる場合にも適用することが可能となる。また、密閉手段は、柔軟性を有することにより、繰り返し引張荷重によって開閉口する疲労亀裂や変形するストップホールに柔軟に追随して変形し、気密／水密性を維持することが可能となる。
【0049】
また、回転停止手段が、母板に設けたストッパーと、ストッパーに当接可能なカム形くさび部材に形成した凸部により構成される場合には、カム形くさび部材は所定の範囲回転したとき凸部がストッパーに当接して停止するため、カム形くさび部材が所定の範囲を超えて回転することが制限できる。
【0050】
また、ストッパーが疲労亀裂と直交する方向にストップホールを跨いで設けられている場合には、ストッパーが単体でしっかり固定されるため、凸部がストッパーに当接したカム形くさび部材の回転を確実に停止することができる。また、カム形くさび部材がストップホールから脱落するのをストッパーで防止することができる。
【0051】
また、ストッパーを母板の表裏両側に設け、これらに当接可能な凸部をカム形くさび部材の表裏両側にそれぞれ設けた場合には、回転停止手段が表裏両側に設けられているため、凸部がストッパーに当接したカム形くさび部材の回転をより確実に停止することができ、また、カム形くさび部材がストップホールから脱落するのを表裏両側のストッパーで防止することができる。
【0052】
また、ストッパーを母板の裏側に設け、これに当接可能な凸部をカム形くさび部材の裏側に設け、回転付勢力発生手段を母板の表側に設けた場合には、回転停止手段としてのストッパーを裏側に設け回転付勢力発生手段を表側に設けることで、両手段を同じ側に設けて空間的に競合してしまうことを回避できる。
【0053】
また、回転付勢力発生手段をカム形くさび部材の中心部に形成したプーリーと、プーリーに係止されたワイヤーを含む線材と、線材の先端に設けた錘をもって構成し、回転停止手段を錘を受ける台をもって構成した場合には、回転付勢力発生手段をプーリーを用いた構成とすることにより、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させることができる。また、カム形くさび部材が所定の範囲を超えて回転することを台が錘を受けることによって制限できる。
【0054】
また、回転付勢力発生手段をカム形くさび部材の中心部に形成したプーリーと、プーリーに係止されたワイヤーを含む線材と、線材に接続した弾性体をもって構成し、回転停止手段を弾性体の張力を調整する調整手段をもって構成した場合には、回転付勢力発生手段をプーリーと弾性体を用いた構成とすることにより、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させることができる。また、カム形くさび部材が所定の範囲を超えて回転することを調整手段で弾性体の張力を調整することによって制限できる。
【0055】
また、母板の面の方向が鉛直もしくは鉛直±π／４の範囲の場合に、回転付勢力発生手段をカム形くさび部材の中心部から略水平な方向に延出し重力により回転トルクを発生させるレバーウェイトをもって構成し、回転停止手段をレバーウェイトが略水平な方向と直交し母板の表面と略平行な方向の母板の下部にまで回転し停止することをもって構成した場合には、レバーウェイトにより、カム形くさび部材に回転付勢力を安定して作用させ、また、カム形くさび部材の所定の範囲を超えた回転を制限できる。
【0056】
また、カム形くさび部材の中心部に六角柱形を含む凸型嵌合部を形成し、レバーウェイトを凸型嵌合部に嵌合させた場合には、レバーウェイトによる回転付勢力を凸型嵌合部を介してカム形くさび部材に作用させることができる。
【0057】
また、カム形くさび部材の材質を母板のヤング率と略同等もしくはそれ以上のヤング率を有する金属及びセラミックスを含む材質から選定する場合には、カム形くさび部材のヤング率が大きいことにより、繰り返し引張荷重の負荷及び除荷に伴うストップホールの変形量をより抑制することができる。
【0058】
また、本発明の疲労亀裂の補修用部材の取り外し方法によれば、回転付勢力とは反対方向のトルクを加えることにより、カム形くさび部材を安全かつ確実に取り外すことができる。
【0059】
また、トルク発生手段が取り外し用工具であり、くさび荷重が小さい場合、カム形くさび部材に設けた凸型嵌合部に取り外し用工具をはめ込んで、回転付勢力とは反対の方向にトルクを加える場合には、凸型嵌合部を有するカム形くさび部材をトルク発生手段を兼ねた取り外し用工具で安全かつ確実に取り外すことができる。
【0060】
また、取り外し用工具をレバーウェイトで代用し、回転付勢力とは反対の方向にトルクを加える場合には、取り外し用工具を別途用意することなく、凸型嵌合部を有するカム形くさび部材をレバーウェイトで安全かつ確実に取り外すことができる。
【0061】
また、トルク発生手段が逆回転力付勢機構であり、くさび荷重が大きい場合、逆回転力付勢機構により反対の方向に逆回転付勢力を作用させて、大きな引張外荷重の負荷時にカム形くさび部材が通常時とは逆方向に回転するようにし、一定期間の経過をみる場合には、くさび荷重が大きいことにより取り外し難くなっているカム形くさび部材を、大きな引張外荷重が作用してくさび荷重が弛緩したときに自動的に逆方向に回転させて、安全かつ確実に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】本発明の第１の実施形態による長穴のストップホールにカム形くさび部材を挿入した状態を示す図
【図2】同カム形くさび部材の形状の例を示す図
【図3-1】同カム形くさび部材の適応動作を示す図
【図3-2】同カム形くさび部材の適応動作を示す図
【図4】本発明の第１－１の実施形態においてカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図
【図5】本発明の第１－２の実施形態においてカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図
【図6】同密閉手段を設けた例を示す図
【図7】本発明の第１－３の実施形態においてカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図
【図8】同カム形くさび部材の適応動作が完了した状態を示す図
【図9】本発明の第１－４の実施形態においてカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図
【図10】本発明の第１－５の実施形態においてカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図
【図11】本発明の第１－６の実施形態においてカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図
【図12】本発明の第１－７の実施形態においてカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図
【図13】本発明の第１－８の実施形態においてカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図
【図14】本発明の第１－９の実施形態においてカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図
【図15】同カム形くさび部材の適応動作が完了した状態を示す図
【図16】本発明の第２の実施形態による円孔のストップホールにカム形くさび部材を挿入した状態を示す図
【図17-1】同カム形くさび部材の適応動作を示す図
【図17-2】同カム形くさび部材の適応動作を示す図
【図18】本発明の第２－１の実施形態による第二くさび部品としてのスペーサーを示す図
【図19】同スペーサーを装着したストップホールに第一くさび部品を挿入した状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【0063】
本発明の実施形態による疲労亀裂の補修方法、疲労亀裂の補修用部材、及び疲労亀裂の補修用部材の取り外し方法について説明する。
本実施形態の疲労亀裂の補修方法は、船舶、海洋構造物又は橋梁等の構造物の母板に疲労亀裂が生じた場合に、疲労亀裂の先端部等にストップホールを設け、そのストップホールに補修用部材に含まれるカム形のカム形くさび部材をはめ込み、母板に作用する繰り返し引張荷重によるストップホールの伸長変形にカム形くさび部材を自動的に適応動作（回転）させることにより構造物の応力変動幅を抑制する。
ストップホールは、挿入するカム形くさび部材の形状寸法に合わせて、適応動作としてのカム形くさび部材の回転が円滑に行われるような形状寸法とする。ストップホールの形状は長穴又は円孔（正円形）とするが、長穴に形成する場合と円孔に形成する場合とで用いるカム形くさび部材が異なるため、それぞれの場合に分けて以下に説明する。
本実施形態の疲労亀裂の補修方法は、船舶、海洋構造物又は橋梁等の構造物の母板に疲労亀裂が生じた場合に、疲労亀裂の先端部等にストップホールを設け、そのストップホールに補修用部材に含まれるカム形のカム形くさび部材をはめ込み、母板に作用する繰り返し引張荷重によるストップホールの伸長変形にカム形くさび部材を自動的に適応動作（回転）させることにより構造物の応力変動幅を抑制する。
ストップホールは、挿入するカム形くさび部材の形状寸法に合わせて、適応動作としてのカム形くさび部材の回転が円滑に行われるような形状寸法とする。ストップホールの形状は長穴又は円孔（正円形）とするが、長穴に形成する場合と円孔に形成する場合とで用いるカム形くさび部材が異なるため、それぞれの場合に分けて以下に説明する。
【0064】
第１の実施形態として、長穴のストップホールを形成する場合における疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。
図１は長穴のストップホールにカム形くさび部材を挿入した状態を示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は中央断面図である。図２はカム形くさび部材の形状の例を示す図である。
補修用部材は、断面形状が楕円となった楕円柱形のカム形くさび部材２０と、カム形くさび部材２０に回転付勢力Ｒを作用させる回転付勢力発生手段（図１では図示略）と、カム形くさび部材２０の回転を所定の範囲で作用するように制限する回転停止手段（図１では図示略）を備える。
カム形くさび部材２０の板厚は、母板１の板厚と同等以下とすることが好ましい。カム形くさび部材２０は、必ずしも楕円柱形である必要はなく、例えば中心角に比例して径が増大していく渦巻き形など、短軸から長軸に向かってなだらかに径が増していくような任意の形状とすることが可能である。これにより、カム形くさび部材を滑らかに回転が可能な適切な形状に形成できる。図２においては、楕円柱形のカム形くさび部材２０の場合を実線で示し、渦巻き形のカム形くさび部材２０の場合を点線で示している。このうち渦巻き形のカム形くさび部材２０については、第Ｉ～第ＩＶの各象限において短径から長径に向かって中心角θ（０≦θ≦π／２）に比例して径が増大しており、各象限の形状はＸ、Ｙ軸に関して対象な形状となっている。
カム形くさび部材２０の材質は任意だが、繰り返し引張荷重（外荷重、引張外力）Ｆの負荷及び除荷に伴うストップホール１０の変形量を抑制するという本補強方法（補修方法）の原理から、その剛性、特にヤング率はできるだけ高いことが好ましく、少なくとも母板１と略同等もしくはそれ以上のヤング率を有する材質を選定することが好ましい。なお、「母板１と略同等」の基準としては、例えば、母板１のヤング率との差が、母板１のヤング率の－１０％以内とする。また、カム形くさび部材２０は稼働中に大きな繰り返し圧縮荷重を受けるため、金属やセラミックス等の圧縮強度に優れた材質が適している。
図１は長穴のストップホールにカム形くさび部材を挿入した状態を示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は中央断面図である。図２はカム形くさび部材の形状の例を示す図である。
補修用部材は、断面形状が楕円となった楕円柱形のカム形くさび部材２０と、カム形くさび部材２０に回転付勢力Ｒを作用させる回転付勢力発生手段（図１では図示略）と、カム形くさび部材２０の回転を所定の範囲で作用するように制限する回転停止手段（図１では図示略）を備える。
カム形くさび部材２０の板厚は、母板１の板厚と同等以下とすることが好ましい。カム形くさび部材２０は、必ずしも楕円柱形である必要はなく、例えば中心角に比例して径が増大していく渦巻き形など、短軸から長軸に向かってなだらかに径が増していくような任意の形状とすることが可能である。これにより、カム形くさび部材を滑らかに回転が可能な適切な形状に形成できる。図２においては、楕円柱形のカム形くさび部材２０の場合を実線で示し、渦巻き形のカム形くさび部材２０の場合を点線で示している。このうち渦巻き形のカム形くさび部材２０については、第Ｉ～第ＩＶの各象限において短径から長径に向かって中心角θ（０≦θ≦π／２）に比例して径が増大しており、各象限の形状はＸ、Ｙ軸に関して対象な形状となっている。
カム形くさび部材２０の材質は任意だが、繰り返し引張荷重（外荷重、引張外力）Ｆの負荷及び除荷に伴うストップホール１０の変形量を抑制するという本補強方法（補修方法）の原理から、その剛性、特にヤング率はできるだけ高いことが好ましく、少なくとも母板１と略同等もしくはそれ以上のヤング率を有する材質を選定することが好ましい。なお、「母板１と略同等」の基準としては、例えば、母板１のヤング率との差が、母板１のヤング率の－１０％以内とする。また、カム形くさび部材２０は稼働中に大きな繰り返し圧縮荷重を受けるため、金属やセラミックス等の圧縮強度に優れた材質が適している。
【0065】
本実施形態の補修方法においては、まず、対象とする母板１に生じた疲労亀裂２の先端部に、長穴のストップホール１０を加工する（ストップホール加工ステップ）。ストップホール１０の形状寸法は、カム形くさび部材２０と互いに適合するように設定する。長穴のストップホール１０を形成する場合は、母板１に生じた疲労亀裂２の先端部に、直径がカム形くさび部材２０の短径２０ｂよりも僅かに大きく長径２０ａよりも小さい正円形の円孔をドリルで加工した後、疲労亀裂２の側もしくは反対側の円孔壁をグラインダー等の切削手段で切削して、ストップホール１０となる滑らかな長穴を形成する。これにより、長穴のストップホール１０を、切削手段を用いて適切に形成することができる。
このとき、長穴のストップホール１０の長径である長穴長径は、カム形くさび部材２０の長径２０ａよりも十分大きくなるようにし、適応動作に伴うカム形くさび部材２０の回転を妨げることのないよう留意する。なお、円孔の加工後に切削手段で削る際は、疲労亀裂２の側を削る方が、孔も含めた疲労亀裂２の全長を抑えるという点において、反対側の円孔壁を削るよりも若干有利である。
また、これにより、カム形くさび部材２０の長径２０ａは、長穴長径よりも小さく長穴短径よりも大きく形成されていることとなるため、長穴のストップホール１０内で回転するカム形くさび部材２０を、ストップホール１０の長穴壁（内壁）に適切な範囲内で接触させて、くさび荷重Ｗを発生させることができる。
このとき、長穴のストップホール１０の長径である長穴長径は、カム形くさび部材２０の長径２０ａよりも十分大きくなるようにし、適応動作に伴うカム形くさび部材２０の回転を妨げることのないよう留意する。なお、円孔の加工後に切削手段で削る際は、疲労亀裂２の側を削る方が、孔も含めた疲労亀裂２の全長を抑えるという点において、反対側の円孔壁を削るよりも若干有利である。
また、これにより、カム形くさび部材２０の長径２０ａは、長穴長径よりも小さく長穴短径よりも大きく形成されていることとなるため、長穴のストップホール１０内で回転するカム形くさび部材２０を、ストップホール１０の長穴壁（内壁）に適切な範囲内で接触させて、くさび荷重Ｗを発生させることができる。
【0066】
ストップホール加工ステップの後、ストップホール１０にカム形くさび部材２０をはめ込む（くさび部材はめ込みステップ）。カム形くさび部材２０は、断面における楕円の長径２０ａが疲労亀裂２の進展方向と略平行となり、短径２０ｂが疲労亀裂２の進展方向と略垂直となるように設置する。
カム形くさび部材２０の板厚を母板１の板厚と略同一としているので、図１（ｂ）に示すように、ストップホール１０にはめ込まれたカム形くさび部材２０はストップホール１０から殆ど突出しない。
カム形くさび部材２０の板厚を母板１の板厚と略同一としているので、図１（ｂ）に示すように、ストップホール１０にはめ込まれたカム形くさび部材２０はストップホール１０から殆ど突出しない。
【0067】
くさび部材はめ込みステップの後、カム形くさび部材２０に回転付勢力Ｒを所定の範囲で作用させる（回転付勢力発生ステップ）。カム形くさび部材２０には、図１に示すように、楕円断面のほぼ中心を軸とする時計回りの回転付勢力Ｒが作用するようになっている。
回転付勢力Ｒを発生させる機構は任意であり、例えば、渦巻きばね、引張／圧縮コイルばね、捩りコイルばね、永久磁石、ゴム等の弾性体、楕円軸に取り付けたプーリー及び糸・錘などを利用することができる。また、回転付勢力Ｒの方向も、一定方向であれば任意である。
回転付勢力Ｒを発生させる機構は任意であり、例えば、渦巻きばね、引張／圧縮コイルばね、捩りコイルばね、永久磁石、ゴム等の弾性体、楕円軸に取り付けたプーリー及び糸・錘などを利用することができる。また、回転付勢力Ｒの方向も、一定方向であれば任意である。
【0068】
回転付勢力発生ステップの後、母板１に作用する繰り返し引張荷重によるストップホール１０の伸長変形にカム形くさび部材２０を自動的に適応させてくさび荷重Ｗを発生させる（くさび荷重発生ステップ）。
図３－１及び図３－２はカム形くさび部材の適応動作を示す図であり、母板１に繰り返しの引張荷重Ｆが作用して長穴のストップホール１０が変形した場合、カム形くさび部材２０がどのように適応していくかを逐次的に示している。以下、順を追って説明するが、説明中における「右回り」や「上」、「下」等の方向は、図中におけるものである。
図３－１及び図３－２はカム形くさび部材の適応動作を示す図であり、母板１に繰り返しの引張荷重Ｆが作用して長穴のストップホール１０が変形した場合、カム形くさび部材２０がどのように適応していくかを逐次的に示している。以下、順を追って説明するが、説明中における「右回り」や「上」、「下」等の方向は、図中におけるものである。
【0069】
i）図３－１（ａ）は、長穴のストップホール１０にカム形くさび部材２０を挿入した状態である。回転付勢力Ｒはまだ作用させておらず、ストップホール１０の上端部とカム形くさび部材２０の間には僅かな隙間が存在する。
ii）カム形くさび部材２０に右回り（時計回り）の回転付勢力Ｒを作用させると、カム形くさび部材２０は、右回りに僅かに回転し、図３－１（ｂ）に点線円で示した二箇所でストップホール１０の上端部及び下端部と接触し、回転を止める。このとき、二箇所の接触部においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
ii）カム形くさび部材２０に右回り（時計回り）の回転付勢力Ｒを作用させると、カム形くさび部材２０は、右回りに僅かに回転し、図３－１（ｂ）に点線円で示した二箇所でストップホール１０の上端部及び下端部と接触し、回転を止める。このとき、二箇所の接触部においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
【0070】
iii）母板１に疲労亀裂２を開く方向の引張荷重Ｆ１が作用すると、疲労亀裂２が広がると同時にストップホール１０が上下方向に引張変形（伸長変形）し、図３－１（ｃ）に示すように、ストップホール１０の上端部とカム形くさび部材２０の間には僅かな隙間が生じる。なお、ここでは簡単のため隙間はストップホール１０の上端部側のみに生じると仮定しているが、実際にはストップホール１０の下端部側にも微小な隙間が生じうる。
iv）カム形くさび部材２０には回転付勢力Ｒが作用しているため、カム形くさび部材２０は、“iii”で生じたストップホール１０とカム形くさび部材２０との隙間を埋めるように右回りに回転し、図３－１（ｄ）に点線円で示した二箇所でストップホール１０の上端部及び下端部と接触し、回転を止める。このとき、二箇所の接触部においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
v）引張荷重Ｆ１が除荷されると、上下方向に伸長していたストップホール１０は元に戻ろうとするが、“iv”における適応動作（回転）により二箇所で接しているカム形くさび部材２０がくさびとなっているため自由に収縮変形できず、図３－１（ｅ）に示すように、結果としてストップホール１０の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる。このとき、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の作用方向は、図１における楕円短軸方向とは僅かにずれているが、実際のずれ角度は僅かであり、引張荷重Ｆ１の除荷時には接触箇所において大きな摩擦力が働くため、カム形くさび部材２０がストップホール１０の孔壁上を滑って回転したりすることはない。
iv）カム形くさび部材２０には回転付勢力Ｒが作用しているため、カム形くさび部材２０は、“iii”で生じたストップホール１０とカム形くさび部材２０との隙間を埋めるように右回りに回転し、図３－１（ｄ）に点線円で示した二箇所でストップホール１０の上端部及び下端部と接触し、回転を止める。このとき、二箇所の接触部においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
v）引張荷重Ｆ１が除荷されると、上下方向に伸長していたストップホール１０は元に戻ろうとするが、“iv”における適応動作（回転）により二箇所で接しているカム形くさび部材２０がくさびとなっているため自由に収縮変形できず、図３－１（ｅ）に示すように、結果としてストップホール１０の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる。このとき、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の作用方向は、図１における楕円短軸方向とは僅かにずれているが、実際のずれ角度は僅かであり、引張荷重Ｆ１の除荷時には接触箇所において大きな摩擦力が働くため、カム形くさび部材２０がストップホール１０の孔壁上を滑って回転したりすることはない。
【0071】
vi）母板１に引張荷重Ｆ１よりも大きい引張荷重Ｆ２（Ｆ２＞Ｆ１）が作用すると、ストップホール１０は更に上下方向に引張変形（伸長変形）し、図３－１（ｆ）に示すように、ストップホール１０の上端部とカム形くさび部材２０の間には再び隙間が生じる。
vii）カム形くさび部材２０には回転付勢力Ｒが作用しているため、カム形くさび部材２０は、“vi”で生じたストップホール１０とカム形くさび部材２０との隙間を埋めるように右回りに回転し、図３－１（ｇ）に点線円で示した二箇所でストップホール１０の上端部及び下端部と接触し、回転を止める。このとき、二箇所の接触部においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
viii）引張荷重Ｆ２が除荷されると、“v”と同様の原理により、図３－１（ｈ）に示すように、ストップホール１０の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる（但し、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の値は“v”の時点と同じとは限らない）。
vii）カム形くさび部材２０には回転付勢力Ｒが作用しているため、カム形くさび部材２０は、“vi”で生じたストップホール１０とカム形くさび部材２０との隙間を埋めるように右回りに回転し、図３－１（ｇ）に点線円で示した二箇所でストップホール１０の上端部及び下端部と接触し、回転を止める。このとき、二箇所の接触部においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
viii）引張荷重Ｆ２が除荷されると、“v”と同様の原理により、図３－１（ｈ）に示すように、ストップホール１０の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる（但し、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の値は“v”の時点と同じとは限らない）。
【0072】
ix)～xi）“vi”～“viii”と同様に、図３－２（ｉ）に示すように母板１に対してより大きな引張荷重Ｆ３が作用し、ストップホール１０の上端部とカム形くさび部材２０の間に隙間が生じる毎に、図３－２（ｊ）に示すようにカム形くさび部材２０が回転して適応動作を行い、図３－２（ｋ）に示すように除荷時にはストップホール１０の上下端部に適切なくさび荷重Ｗ１及びＷ２が生じる（但し、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の値は“v”、“viii”の時点と同じとは限らない）。
【0073】
xii）母板１に引張荷重Ｆ３よりも大きい引張荷重Ｆ４（Ｆ４＞Ｆ３）が作用すると、ストップホール１０は更に上下方向に引張変形（伸長変形）し、図３－２（ｌ）に示すように、ストップホール１０の上端部とカム形くさび部材２０の間には再び隙間が生じる。
xiii）カム形くさび部材２０には回転付勢力Ｒが作用しているため、カム形くさび部材２０は、“xii”で生じたストップホール１０とカム形くさび部材２０との隙間を埋めるように右回りに回転し、楕円の短径２０ｂが疲労亀裂２の進展方向とちょうど平行になった状態で回転を停止する。即ち、カム形くさび部材２０が“i”の初期位置（初期状態）からπ／２だけ回転して図３－２（ｍ）に示すような位置関係になったら、それ以上は回転付勢力Ｒが作用しないように予めストッパー等の回転停止手段により機構的な制限を施しておき、カム形くさび部材２０の適応動作はそこで完了とする。よって、図３－２（ｍ）の場合、カム形くさび部材２０は図中に点線円で示した二箇所でストップホール１０の上端部及び下端部とちょうど接触した状態となっているが、仮にカム形くさび部材２０の上端とストップホール１０の上端部との間に更なる隙間が生じていても、カム形くさび部材２０がそれ以上回転することはない。
xiv）引張荷重Ｆ４が除荷されると、“v”と同様の原理により、図３－２（ｎ）に示すように、ストップホール１０の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる（但し、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の値は“v”、“viii”及び“xi”の場合と同じとは限らない）。
xiii）カム形くさび部材２０には回転付勢力Ｒが作用しているため、カム形くさび部材２０は、“xii”で生じたストップホール１０とカム形くさび部材２０との隙間を埋めるように右回りに回転し、楕円の短径２０ｂが疲労亀裂２の進展方向とちょうど平行になった状態で回転を停止する。即ち、カム形くさび部材２０が“i”の初期位置（初期状態）からπ／２だけ回転して図３－２（ｍ）に示すような位置関係になったら、それ以上は回転付勢力Ｒが作用しないように予めストッパー等の回転停止手段により機構的な制限を施しておき、カム形くさび部材２０の適応動作はそこで完了とする。よって、図３－２（ｍ）の場合、カム形くさび部材２０は図中に点線円で示した二箇所でストップホール１０の上端部及び下端部とちょうど接触した状態となっているが、仮にカム形くさび部材２０の上端とストップホール１０の上端部との間に更なる隙間が生じていても、カム形くさび部材２０がそれ以上回転することはない。
xiv）引張荷重Ｆ４が除荷されると、“v”と同様の原理により、図３－２（ｎ）に示すように、ストップホール１０の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる（但し、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の値は“v”、“viii”及び“xi”の場合と同じとは限らない）。
【0074】
このように、母板１に作用する繰り返し引張荷重Ｆによるストップホール１０の伸長変形にカム形くさび部材２０を自動的に適応させてくさび荷重Ｗを発生させることにより、ストップホール１０の孔端部の応力変動幅を抑制し、孔端部からの疲労亀裂の再発及び進展を防ぐことができる。特に、くさび部材をカム形とすることにより、ストップホール１０にはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法が斜面型くさび部材よりも小さくなるため、スペースの都合で斜面型くさび部材が設置し難い箇所にも適用することができるなど、適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大することができる。
【0075】
次に、第１の実施形態の派生形態として、第１－１の実施形態による疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図４は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように渦巻きばね３０と調節手段４０は見取り図としている。
本実施形態における補修用部材の基本的な構成や動作原理は第１の実施形態と同じであるが、カム形くさび部材２０の表側中央部に設けた円柱形の付勢用凸部（ばね基端固定部３１Ａ）に、回転付勢力発生手段としての渦巻きばね３０の一端を連結することにより回転付勢力Ｒを発生させる点に特徴がある。回転付勢力発生手段を渦巻きばね３０とすることにより、母板１の表裏面における突出を少なくして、カム形くさび部材２０に回転付勢力Ｒを安定して作用させることができる。
ばね基端固定部３１Ａには、図４（ａ）に示すような所謂Ｄカット３２を設けておくことが好ましい。これにより、ストップホール１０に嵌まった状態のカム形くさび部材２０を取り外す際に、ばね基端固定部３１Ａ及びＤカット３２に嵌合するような専用の工具を用いて回転付勢力Ｒとは逆方向のトルクを加え、確実に取り外すことが可能となる。
図４は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように渦巻きばね３０と調節手段４０は見取り図としている。
本実施形態における補修用部材の基本的な構成や動作原理は第１の実施形態と同じであるが、カム形くさび部材２０の表側中央部に設けた円柱形の付勢用凸部（ばね基端固定部３１Ａ）に、回転付勢力発生手段としての渦巻きばね３０の一端を連結することにより回転付勢力Ｒを発生させる点に特徴がある。回転付勢力発生手段を渦巻きばね３０とすることにより、母板１の表裏面における突出を少なくして、カム形くさび部材２０に回転付勢力Ｒを安定して作用させることができる。
ばね基端固定部３１Ａには、図４（ａ）に示すような所謂Ｄカット３２を設けておくことが好ましい。これにより、ストップホール１０に嵌まった状態のカム形くさび部材２０を取り外す際に、ばね基端固定部３１Ａ及びＤカット３２に嵌合するような専用の工具を用いて回転付勢力Ｒとは逆方向のトルクを加え、確実に取り外すことが可能となる。
【0076】
本実施形態の補修用部材は、渦巻きばね３０の回転付勢力Ｒ及び回転角度の範囲を調節する調節手段４０を備える。調節手段４０は、ストップホール１０よりも若干下方の位置において母板１に設けられている。渦巻きばね３０は、他端が調節手段４０を介して母板１の表面に固定されており、渦巻きばね３０がカム形くさび部材２０に及ぼす回転付勢力Ｒの大きさや、回転付勢力Ｒを付与されたカム形くさび部材２０の回転角度の範囲は、調節手段４０によって巻き締め具合を変えることで適切に調節可能である。
例えば、図３－２（ｍ）に示す状態（初期位置からの回転角度π／２）となった時点で回転付勢力Ｒが略ゼロとなるように（それ以上回転しないように）調節手段４０で調節しておくことが可能である。この場合は、調節手段４０が回転停止手段を兼ねた構成となり、回転角度がπ／２で回転付勢力Ｒを略ゼロになるように調節することにより、カム形くさび部材２０の回転を停止させる機構（回転停止手段）を調節手段４０とは別に設けなくて済むため、両手段を分けて設ける場合に比べて構成を簡素化することができる。
他方、補修用部材が調節手段４０とは別に回転停止手段を有する場合には、図３－２（ｍ）に示す状態となった時点でも一定の回転付勢力Ｒが作用し続けるように調節手段４０で調節することができる。
例えば、図３－２（ｍ）に示す状態（初期位置からの回転角度π／２）となった時点で回転付勢力Ｒが略ゼロとなるように（それ以上回転しないように）調節手段４０で調節しておくことが可能である。この場合は、調節手段４０が回転停止手段を兼ねた構成となり、回転角度がπ／２で回転付勢力Ｒを略ゼロになるように調節することにより、カム形くさび部材２０の回転を停止させる機構（回転停止手段）を調節手段４０とは別に設けなくて済むため、両手段を分けて設ける場合に比べて構成を簡素化することができる。
他方、補修用部材が調節手段４０とは別に回転停止手段を有する場合には、図３－２（ｍ）に示す状態となった時点でも一定の回転付勢力Ｒが作用し続けるように調節手段４０で調節することができる。
【0077】
次に、第１の実施形態の他の派生形態として、第１－２の実施形態による疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図５は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように渦巻きばね３０と調節手段４０は見取り図としている。
本実施形態における補修用部材の基本的な構成や動作原理は第１－１の実施形態と同じであるが、カム形くさび部材２０の板厚を減じて、母板１の板厚よりも小さくしている点に特徴がある。これにより、図５（ｂ）に示す通り、長穴のストップホール１０にカム形くさび部材２０を挿入し、母板１の裏面にカム形くさび部材２０の裏面を揃え面一にした場合、カム形くさび部材２０の前面側には板厚差分の空隙α（図５（ｂ）において点線で囲んだ部分）が形成される。この空隙αを利用して、回転付勢力Ｒの発生機構である渦巻きばね３０と調節手段４０をストップホール１０内に埋め込んでいる。
このように、カム形くさび部材２０の板厚を母板１の板厚よりも小さく設定し、板厚差により生ずるストップホール１０の母板１とカム形くさび部材２０の空隙αに回転付勢力発生手段と回転停止手段を臨ませることにより、母板１の表裏面からの補修用部材の突出を完全になくすことが可能となる。
図５は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように渦巻きばね３０と調節手段４０は見取り図としている。
本実施形態における補修用部材の基本的な構成や動作原理は第１－１の実施形態と同じであるが、カム形くさび部材２０の板厚を減じて、母板１の板厚よりも小さくしている点に特徴がある。これにより、図５（ｂ）に示す通り、長穴のストップホール１０にカム形くさび部材２０を挿入し、母板１の裏面にカム形くさび部材２０の裏面を揃え面一にした場合、カム形くさび部材２０の前面側には板厚差分の空隙α（図５（ｂ）において点線で囲んだ部分）が形成される。この空隙αを利用して、回転付勢力Ｒの発生機構である渦巻きばね３０と調節手段４０をストップホール１０内に埋め込んでいる。
このように、カム形くさび部材２０の板厚を母板１の板厚よりも小さく設定し、板厚差により生ずるストップホール１０の母板１とカム形くさび部材２０の空隙αに回転付勢力発生手段と回転停止手段を臨ませることにより、母板１の表裏面からの補修用部材の突出を完全になくすことが可能となる。
【0078】
本実施形態における補修用部材は、第１－１の実施形態と同様に、ばね基端固定部３１Ａを設けたカム形くさび部材２０と、回転付勢力発生手段としての渦巻きばね３０と、回転停止手段を兼ねることが可能な調節手段４０を有するが、母板１の表裏面からの補修用部材の突出を完全になくすために、調節手段４０がストップホール１０の円孔壁に設けられ、渦巻きばね３０の他端は、調節手段４０を介してストップホール１０の円孔壁に固定されている。
本実施形態においても、渦巻きばね３０がカム形くさび部材２０に及ぼす回転付勢力Ｒの大きさや、回転付勢力Ｒが生じるカム形くさび部材２０の回転角度範囲は、調節手段４０によって適切に調節することが可能である。
例えば、図３－２（ｍ）に示す状態（回転角度π／２）となった時点で回転付勢力Ｒが略ゼロとなるように（それ以上回転しないように）調節手段４０で調節しておくことが可能である。この場合は、調節手段４０が回転停止手段を兼ねた構成となり、カム形くさび部材２０の回転を停止させる機構（回転停止手段）を調節手段４０とは別に設けなくて済むため、両手段をそれぞれ設ける場合に比べて構成を簡素化することができる。
他方、補修用部材が調節手段４０とは別に回転停止手段を有する場合には、図３－２（ｍ）に示す状態となった時点でも一定の回転付勢力Ｒが作用し続けるように調節手段４０で調節することができる。
本実施形態においても、渦巻きばね３０がカム形くさび部材２０に及ぼす回転付勢力Ｒの大きさや、回転付勢力Ｒが生じるカム形くさび部材２０の回転角度範囲は、調節手段４０によって適切に調節することが可能である。
例えば、図３－２（ｍ）に示す状態（回転角度π／２）となった時点で回転付勢力Ｒが略ゼロとなるように（それ以上回転しないように）調節手段４０で調節しておくことが可能である。この場合は、調節手段４０が回転停止手段を兼ねた構成となり、カム形くさび部材２０の回転を停止させる機構（回転停止手段）を調節手段４０とは別に設けなくて済むため、両手段をそれぞれ設ける場合に比べて構成を簡素化することができる。
他方、補修用部材が調節手段４０とは別に回転停止手段を有する場合には、図３－２（ｍ）に示す状態となった時点でも一定の回転付勢力Ｒが作用し続けるように調節手段４０で調節することができる。
【0079】
ここで、図６は第１－２の実施形態において密閉手段を設けた例を示す図である。
補修用部材が母板１の表裏面から突出しないことのメリットは種々あるが、メリットの一例として、図６に示すように、ストップホール１０及び疲労亀裂２の母板表面側開口部を、密閉手段５０により塞ぎ易くなることが挙げられる。なお、ストップホール１０及び疲労亀裂２の母板裏面側開口部のみを密閉手段５０で塞ぐこと、又は母板表面側開口部と母板裏面側開口部の両方を密閉手段５０で塞ぐことも可能である。
密閉手段５０は、ある程度柔軟性のある樹脂、又はシーラント等により形成されており、繰り返し引張荷重Ｆによってストップホール１０が変形したり疲労亀裂２が開閉口したりしても柔軟に追随して変形することが可能となっている。また、密閉手段５０とストップホール１０内に位置するばね基端固定部３１Ａや渦巻きばね３０との間には間隙が設けられており、密閉手段５０がカム形くさび部材２０の回転を阻害することはない。
このように、母板１の表面及び裏面の少なくとも一方にカム形くさび部材２０、回転付勢力発生手段、及び回転停止手段又は調節手段４０兼回転停止手段を覆う柔軟性を有した密閉手段５０を設けた構成とすることにより、ストップホール１０及び疲労亀裂２の開口部が塞がれるため、ストップホール１０に一定の気密／水密性が求められる場合にも本補修方法を適用することが可能となる。また、密閉手段５０は上記のように柔軟性を有し疲労亀裂２の開閉口やストップホール１０の変形に柔軟に追従して変形するため、気密／水密性を維持することが可能である。
補修用部材が母板１の表裏面から突出しないことのメリットは種々あるが、メリットの一例として、図６に示すように、ストップホール１０及び疲労亀裂２の母板表面側開口部を、密閉手段５０により塞ぎ易くなることが挙げられる。なお、ストップホール１０及び疲労亀裂２の母板裏面側開口部のみを密閉手段５０で塞ぐこと、又は母板表面側開口部と母板裏面側開口部の両方を密閉手段５０で塞ぐことも可能である。
密閉手段５０は、ある程度柔軟性のある樹脂、又はシーラント等により形成されており、繰り返し引張荷重Ｆによってストップホール１０が変形したり疲労亀裂２が開閉口したりしても柔軟に追随して変形することが可能となっている。また、密閉手段５０とストップホール１０内に位置するばね基端固定部３１Ａや渦巻きばね３０との間には間隙が設けられており、密閉手段５０がカム形くさび部材２０の回転を阻害することはない。
このように、母板１の表面及び裏面の少なくとも一方にカム形くさび部材２０、回転付勢力発生手段、及び回転停止手段又は調節手段４０兼回転停止手段を覆う柔軟性を有した密閉手段５０を設けた構成とすることにより、ストップホール１０及び疲労亀裂２の開口部が塞がれるため、ストップホール１０に一定の気密／水密性が求められる場合にも本補修方法を適用することが可能となる。また、密閉手段５０は上記のように柔軟性を有し疲労亀裂２の開閉口やストップホール１０の変形に柔軟に追従して変形するため、気密／水密性を維持することが可能である。
【0080】
次に、第１の実施形態の更に他の派生形態として、第１－３の実施形態による疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図７は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図、図８は本実施形態においてカム形くさび部材の適応動作が完了した状態を示す図であり、図７（ａ）及び図８（ａ）は正面図、図７（ｂ）及び図８（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように回転停止手段は見取り図としている。
本実施形態では、回転停止手段が、母板１に設けた二つのストッパー６０Ａと、ストッパー６０Ａに当接可能な二つの凸部（止め用凸部）６１により構成されている。
ストッパー６０Ａは、長さがストップホール１０の短径（長穴短径）の半分よりも短く、ストップホール１０の上端部側と下端部側のそれぞれにおいて母板１に固定されている。各ストッパー６０Ａは、長さの半分ほどがストップホール１０側へ突出している。ストッパー６０Ａの固定方法は接着やビス止め等、任意であるが、母板１が磁性体の場合にはネオジム磁石等の強力磁石を用いると着脱が容易となり便利である。但し、強力磁石を用いる場合は、磁力がカム形くさび部材２０の回転運動を阻害しないように留意する。また、ストッパー６０Ａがストップホール１０側に迫り出す部分には、図７（ｂ）に示すように適度の凹みを設け、カム形くさび部材２０と接触してその回転運動を阻害することのないようにしている。
凸部６１は、円柱形であり、カム形くさび部材２０の表側において二箇所に形成されている。凸部６１同士はカム形くさび部材２０の回転軸周りに１８０度離れており、初期状態（図７の状態）において、一方の凸部６１がストップホール１０の上端部に設けたストッパー６０Ａから左方に９０度離れた位置となり、他方の凸部６１がストップホール１０の下端部に設けたストッパー６０Ａから右方に９０度離れた位置となるように、二つの凸部６１の形成箇所が設定されている。
これにより、カム形くさび部材２０は、図７に示す状態からπ／２回転すると、図８に示すように凸部６１がストッパー６０Ａに当接して停止した状態となり、カム形くさび部材２０が所定の範囲を超えて回転することを制限できる。
図７は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図、図８は本実施形態においてカム形くさび部材の適応動作が完了した状態を示す図であり、図７（ａ）及び図８（ａ）は正面図、図７（ｂ）及び図８（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように回転停止手段は見取り図としている。
本実施形態では、回転停止手段が、母板１に設けた二つのストッパー６０Ａと、ストッパー６０Ａに当接可能な二つの凸部（止め用凸部）６１により構成されている。
ストッパー６０Ａは、長さがストップホール１０の短径（長穴短径）の半分よりも短く、ストップホール１０の上端部側と下端部側のそれぞれにおいて母板１に固定されている。各ストッパー６０Ａは、長さの半分ほどがストップホール１０側へ突出している。ストッパー６０Ａの固定方法は接着やビス止め等、任意であるが、母板１が磁性体の場合にはネオジム磁石等の強力磁石を用いると着脱が容易となり便利である。但し、強力磁石を用いる場合は、磁力がカム形くさび部材２０の回転運動を阻害しないように留意する。また、ストッパー６０Ａがストップホール１０側に迫り出す部分には、図７（ｂ）に示すように適度の凹みを設け、カム形くさび部材２０と接触してその回転運動を阻害することのないようにしている。
凸部６１は、円柱形であり、カム形くさび部材２０の表側において二箇所に形成されている。凸部６１同士はカム形くさび部材２０の回転軸周りに１８０度離れており、初期状態（図７の状態）において、一方の凸部６１がストップホール１０の上端部に設けたストッパー６０Ａから左方に９０度離れた位置となり、他方の凸部６１がストップホール１０の下端部に設けたストッパー６０Ａから右方に９０度離れた位置となるように、二つの凸部６１の形成箇所が設定されている。
これにより、カム形くさび部材２０は、図７に示す状態からπ／２回転すると、図８に示すように凸部６１がストッパー６０Ａに当接して停止した状態となり、カム形くさび部材２０が所定の範囲を超えて回転することを制限できる。
【0081】
次に、第１の実施形態の更に他の派生形態として、第１－４の実施形態による疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図９は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように回転停止手段は見取り図としている。
本実施形態では、回転停止手段が、母板１に設けた一つのストッパー６０Ｂと、ストッパー６０Ｂに当接可能な二つの凸部（止め用凸部）６１により構成されている。
ストッパー６０Ｂは、長さがストップホール１０の長穴短径よりも長く、ストップホール１０の長穴短径に沿ってストップホール１０に上下方向に架け渡されており、一端がストップホール１０の上端部側において母板１に固定され、他端がストップホール１０の下端部側において母板１に固定されている。このように両端を固定することでストッパー６０Ｂを母板１に単体でしっかり留めることができる。固定方法は接着やビス止め等、任意であるが、母板１が磁性体の場合にはネオジム磁石等の強力磁石を用いると着脱が容易となり便利である。但し、強力磁石を用いる場合は、磁力がカム形くさび部材２０の回転運動を阻害しないように留意する。
また、ストッパー６０Ｂとの接触によりカム形くさび部材２０の回転運動が阻害されないように、ストッパー６０Ｂがストップホール１０と重なる部分には、図９（ｂ）に示すように適度の凹みを設け、カム形くさび部材２０と接触してその回転運動を阻害することのないようにしている。
凸部６１は、円柱形であり、カム形くさび部材２０の表側において二箇所に形成されている。凸部６１同士はカム形くさび部材２０の回転軸周りに１８０度離れており、初期状態（図９の状態）において、一方の凸部６１がストッパー６０Ｂの上部左端から左方に９０度離れた位置となり、他方の凸部６１がストッパー６０Ｂの下部右端から右方に９０度離れた位置となるように、二つの凸部６１の形成箇所が設定されている。
これにより、カム形くさび部材２０は、図９に示す状態からπ／２回転すると、凸部６１がストッパー６０Ｂに当接することにより停止した状態となるので、カム形くさび部材２０が所定の範囲を超えて回転することを確実に防止することができる。さらに、表側においてストッパー６０Ｂが疲労亀裂２と直交する方向にストップホール１０を跨いで設けられているので、カム形くさび部材２０が表側へ脱落するのを防止することができる。
図９は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように回転停止手段は見取り図としている。
本実施形態では、回転停止手段が、母板１に設けた一つのストッパー６０Ｂと、ストッパー６０Ｂに当接可能な二つの凸部（止め用凸部）６１により構成されている。
ストッパー６０Ｂは、長さがストップホール１０の長穴短径よりも長く、ストップホール１０の長穴短径に沿ってストップホール１０に上下方向に架け渡されており、一端がストップホール１０の上端部側において母板１に固定され、他端がストップホール１０の下端部側において母板１に固定されている。このように両端を固定することでストッパー６０Ｂを母板１に単体でしっかり留めることができる。固定方法は接着やビス止め等、任意であるが、母板１が磁性体の場合にはネオジム磁石等の強力磁石を用いると着脱が容易となり便利である。但し、強力磁石を用いる場合は、磁力がカム形くさび部材２０の回転運動を阻害しないように留意する。
また、ストッパー６０Ｂとの接触によりカム形くさび部材２０の回転運動が阻害されないように、ストッパー６０Ｂがストップホール１０と重なる部分には、図９（ｂ）に示すように適度の凹みを設け、カム形くさび部材２０と接触してその回転運動を阻害することのないようにしている。
凸部６１は、円柱形であり、カム形くさび部材２０の表側において二箇所に形成されている。凸部６１同士はカム形くさび部材２０の回転軸周りに１８０度離れており、初期状態（図９の状態）において、一方の凸部６１がストッパー６０Ｂの上部左端から左方に９０度離れた位置となり、他方の凸部６１がストッパー６０Ｂの下部右端から右方に９０度離れた位置となるように、二つの凸部６１の形成箇所が設定されている。
これにより、カム形くさび部材２０は、図９に示す状態からπ／２回転すると、凸部６１がストッパー６０Ｂに当接することにより停止した状態となるので、カム形くさび部材２０が所定の範囲を超えて回転することを確実に防止することができる。さらに、表側においてストッパー６０Ｂが疲労亀裂２と直交する方向にストップホール１０を跨いで設けられているので、カム形くさび部材２０が表側へ脱落するのを防止することができる。
【0082】
次に、第１の実施形態の更に他の派生形態として、第１－５の実施形態による疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図１０は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように回転停止手段は見取り図としている。
本実施形態では、ストッパー６０Ｂを母板１の表裏両側に設け、これらに当接可能な凸部６１をカム形くさび部材２０の表裏両側にそれぞれ設けている。
二つのストッパー６０Ｂは、ストップホール１０の長穴短径に沿ってストップホール１０に上下方向に架け渡されており、一端がストップホール１０の上端部側において母板１に固定され、他端がストップホール１０の下端部側において母板１に固定されている。
凸部６１は、円柱形であり、カム形くさび部材２０の表側と裏側のそれぞれにおいて二箇所ずつ形成されている。同じ側における凸部６１同士はカム形くさび部材２０の回転軸周りに１８０度離れており、初期状態（図１０の状態）において、一方の凸部６１がストッパー６０Ｂの上部左端から左方に９０度離れた位置となり、他方の凸部６１がストッパー６０Ｂの下部右端から右方に９０度離れた位置となるように、各凸部６１の形成箇所が設定されている。
これにより、カム形くさび部材２０は、図１０に示す状態からπ／２回転すると、凸部６１がストッパー６０Ｂに当接することにより停止した状態となるので、カム形くさび部材２０が所定の範囲を超えて回転することを防止することができる。特に、回転停止手段が表裏両側に設けられているため、より確実に回転を停止することができる。さらに、表裏両側においてストッパー６０Ｂが疲労亀裂２と直交する方向にストップホール１０を跨いで設けられているので、カム形くさび部材２０が表側及び裏側へ脱落するのをストッパー６０Ｂで防止することができる。
図１０は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように回転停止手段は見取り図としている。
本実施形態では、ストッパー６０Ｂを母板１の表裏両側に設け、これらに当接可能な凸部６１をカム形くさび部材２０の表裏両側にそれぞれ設けている。
二つのストッパー６０Ｂは、ストップホール１０の長穴短径に沿ってストップホール１０に上下方向に架け渡されており、一端がストップホール１０の上端部側において母板１に固定され、他端がストップホール１０の下端部側において母板１に固定されている。
凸部６１は、円柱形であり、カム形くさび部材２０の表側と裏側のそれぞれにおいて二箇所ずつ形成されている。同じ側における凸部６１同士はカム形くさび部材２０の回転軸周りに１８０度離れており、初期状態（図１０の状態）において、一方の凸部６１がストッパー６０Ｂの上部左端から左方に９０度離れた位置となり、他方の凸部６１がストッパー６０Ｂの下部右端から右方に９０度離れた位置となるように、各凸部６１の形成箇所が設定されている。
これにより、カム形くさび部材２０は、図１０に示す状態からπ／２回転すると、凸部６１がストッパー６０Ｂに当接することにより停止した状態となるので、カム形くさび部材２０が所定の範囲を超えて回転することを防止することができる。特に、回転停止手段が表裏両側に設けられているため、より確実に回転を停止することができる。さらに、表裏両側においてストッパー６０Ｂが疲労亀裂２と直交する方向にストップホール１０を跨いで設けられているので、カム形くさび部材２０が表側及び裏側へ脱落するのをストッパー６０Ｂで防止することができる。
【0083】
次に、第１の実施形態の更に他の派生形態として、第１－６の実施形態による疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図１１は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように回転停止手段は見取り図としている。
本実施形態は、表側において、カム形くさび部材２０の表側中央部に設けた円柱形のばね基端固定部３１Ａに、回転付勢力発生手段としての渦巻きばね３０の一端を連結することにより、回転付勢力Ｒを発生させる構成とし、一方で、母板１の裏側において、ストップホール１０の長穴短径に沿ってストッパー６０Ｂを上下方向に架け渡し、カム形くさび部材２０の裏側において、初期位置（初期状態）からπ／２回転するとストッパー６０Ｂに当接する円柱形の凸部６１を二箇所に形成した構成としている。
回転付勢力発生手段（本実施形態では渦巻きばね３０及びばね基端固定部３１Ａ）と回転停止手段（本実施形態ではストッパー６０Ｂ及び凸部６１）を同じ側に設けると空間的に競合してしまう場合には、本実施形態のように、両者のうちの一方を表側に、他方を裏側に設けることができる。これにより、回転付勢力発生手段と回転停止手段の構成の自由度を高めることができる。また、裏側においてストッパー６０Ｂが疲労亀裂２と直交する方向にストップホール１０を跨いで設けられているので、カム形くさび部材２０が裏側へ脱落するのを防止することができる。なお、回転付勢力発生手段を裏側に設け、回転停止手段を表側に設けた場合は、カム形くさび部材２０が表側へ脱落するのを、表側においてストップホール１０を跨いで設けられたストッパー６０Ｂによって防止することができる。
図１１は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように回転停止手段は見取り図としている。
本実施形態は、表側において、カム形くさび部材２０の表側中央部に設けた円柱形のばね基端固定部３１Ａに、回転付勢力発生手段としての渦巻きばね３０の一端を連結することにより、回転付勢力Ｒを発生させる構成とし、一方で、母板１の裏側において、ストップホール１０の長穴短径に沿ってストッパー６０Ｂを上下方向に架け渡し、カム形くさび部材２０の裏側において、初期位置（初期状態）からπ／２回転するとストッパー６０Ｂに当接する円柱形の凸部６１を二箇所に形成した構成としている。
回転付勢力発生手段（本実施形態では渦巻きばね３０及びばね基端固定部３１Ａ）と回転停止手段（本実施形態ではストッパー６０Ｂ及び凸部６１）を同じ側に設けると空間的に競合してしまう場合には、本実施形態のように、両者のうちの一方を表側に、他方を裏側に設けることができる。これにより、回転付勢力発生手段と回転停止手段の構成の自由度を高めることができる。また、裏側においてストッパー６０Ｂが疲労亀裂２と直交する方向にストップホール１０を跨いで設けられているので、カム形くさび部材２０が裏側へ脱落するのを防止することができる。なお、回転付勢力発生手段を裏側に設け、回転停止手段を表側に設けた場合は、カム形くさび部材２０が表側へ脱落するのを、表側においてストップホール１０を跨いで設けられたストッパー６０Ｂによって防止することができる。
【0084】
次に、第１の実施形態の更に他の派生形態として、第１－７の実施形態による疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図１２は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように線材３３、錘３４及び台６２は見取り図としている。
本実施形態では、回転付勢力発生手段を、カム形くさび部材２０の表側中心部に形成した回転可能な付勢用凸部（プーリー３１Ｃ）と、プーリー３１Ｃに係止されたワイヤーや糸等の線材３３と、線材３３の先端に設けた錘３４をもって構成し、回転停止手段を、錘３４を受ける台６２をもって構成している。台６２は錘３４の鉛直下方に配置されている。
回転付勢力発生手段をプーリー３１Ｃを用いた構成とすることにより、カム形くさび部材２０に回転付勢力Ｒを安定して作用させることができる。
線材３３の長さは、引張荷重Ｆに適応して回転するカム形くさび部材２０の回転角度がπ／２となった時点で、下がった錘３４がちょうど台６２に載って停止するように調節しておく。これにより、回転角度がπ／２となり、カム形くさび部材２０の長径２０ａが疲労亀裂２の進行方向に対して垂直となったところで回転付勢力Ｒがゼロとなり、それ以上カム形くさび部材２０が余分に回転することを制限できる。
なお、回転停止手段は、例えば、線材３３の適当な箇所にナット又は結び目を設けておき、このナット等が別途設けた線材３３の案内穴に引っ掛かることにより、カム形くさび部材２０の回転が停止するような機構とするなど、台６２を用いる以外の構成とすることもできる。
図１２は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように線材３３、錘３４及び台６２は見取り図としている。
本実施形態では、回転付勢力発生手段を、カム形くさび部材２０の表側中心部に形成した回転可能な付勢用凸部（プーリー３１Ｃ）と、プーリー３１Ｃに係止されたワイヤーや糸等の線材３３と、線材３３の先端に設けた錘３４をもって構成し、回転停止手段を、錘３４を受ける台６２をもって構成している。台６２は錘３４の鉛直下方に配置されている。
回転付勢力発生手段をプーリー３１Ｃを用いた構成とすることにより、カム形くさび部材２０に回転付勢力Ｒを安定して作用させることができる。
線材３３の長さは、引張荷重Ｆに適応して回転するカム形くさび部材２０の回転角度がπ／２となった時点で、下がった錘３４がちょうど台６２に載って停止するように調節しておく。これにより、回転角度がπ／２となり、カム形くさび部材２０の長径２０ａが疲労亀裂２の進行方向に対して垂直となったところで回転付勢力Ｒがゼロとなり、それ以上カム形くさび部材２０が余分に回転することを制限できる。
なお、回転停止手段は、例えば、線材３３の適当な箇所にナット又は結び目を設けておき、このナット等が別途設けた線材３３の案内穴に引っ掛かることにより、カム形くさび部材２０の回転が停止するような機構とするなど、台６２を用いる以外の構成とすることもできる。
【0085】
次に、第１の実施形態の更に他の派生形態として、第１－８の実施形態による疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図１３は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図１３（ａ）は正面図、図１３（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように線材３３、弾性体３５及び調整手段３８は見取り図としている。
本実施形態では、回転付勢力発生手段を、カム形くさび部材２０の中心部に形成した付勢用凸部（プーリー３１Ｃ）と、プーリー３１Ｃに係止されたワイヤーや糸等の線材３３と、線材３３に接続した引張ばねやゴム等の弾性体３５をもって構成し、回転停止手段を、弾性体３５の張力を調整する調整手段３８をもって構成している。
回転付勢力発生手段をプーリー３１Ｃと弾性体３５を用いた構成とすることにより、カム形くさび部材２０に回転付勢力Ｒを安定して作用させることができる。
本実施形態の補修用部材は、上記したストッパー６０Ａ，６０Ｂや台６２など、機械的な回転停止手段を有さないので、引張荷重Ｆに適応して回転するカム形くさび部材２０の回転角度がπ／２となったところで弾性体３５の張力が弛緩するように線材３３の長さや調整手段３８を調整しておく。これにより、回転角度がπ／２となり、カム形くさび部材２０の長径２０ａが疲労亀裂２の進行方向に対して垂直となったところで回転付勢力Ｒがゼロとなり、それ以上カム形くさび部材２０が余分に回転することを制限できる。
一方、仮に機械的な回転停止手段が設けられている場合は、引張荷重Ｆに適応して回転するカム形くさび部材２０の回転角度がπ／２となっても一定の張力が作用するように線材３３の長さや調整手段３８を調整しておく。これにより、回転角度がπ／２となり長径２０ａが疲労亀裂２の進展方向と垂直になる瞬間まで、カム形くさび部材２０に対して回転付勢力Ｒを作用させられるため、カム形くさび部材２０の適応動作をより確実なものとすることができる。
図１３は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図であり、図１３（ａ）は正面図、図１３（ｂ）は中央断面図である。但し、分かり易いように線材３３、弾性体３５及び調整手段３８は見取り図としている。
本実施形態では、回転付勢力発生手段を、カム形くさび部材２０の中心部に形成した付勢用凸部（プーリー３１Ｃ）と、プーリー３１Ｃに係止されたワイヤーや糸等の線材３３と、線材３３に接続した引張ばねやゴム等の弾性体３５をもって構成し、回転停止手段を、弾性体３５の張力を調整する調整手段３８をもって構成している。
回転付勢力発生手段をプーリー３１Ｃと弾性体３５を用いた構成とすることにより、カム形くさび部材２０に回転付勢力Ｒを安定して作用させることができる。
本実施形態の補修用部材は、上記したストッパー６０Ａ，６０Ｂや台６２など、機械的な回転停止手段を有さないので、引張荷重Ｆに適応して回転するカム形くさび部材２０の回転角度がπ／２となったところで弾性体３５の張力が弛緩するように線材３３の長さや調整手段３８を調整しておく。これにより、回転角度がπ／２となり、カム形くさび部材２０の長径２０ａが疲労亀裂２の進行方向に対して垂直となったところで回転付勢力Ｒがゼロとなり、それ以上カム形くさび部材２０が余分に回転することを制限できる。
一方、仮に機械的な回転停止手段が設けられている場合は、引張荷重Ｆに適応して回転するカム形くさび部材２０の回転角度がπ／２となっても一定の張力が作用するように線材３３の長さや調整手段３８を調整しておく。これにより、回転角度がπ／２となり長径２０ａが疲労亀裂２の進展方向と垂直になる瞬間まで、カム形くさび部材２０に対して回転付勢力Ｒを作用させられるため、カム形くさび部材２０の適応動作をより確実なものとすることができる。
【0086】
次に、第１の実施形態の更に他の派生形態として、第１－９の実施形態による疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図１４は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図、図１５は本実施形態においてカム形くさび部材の適応動作が完了した状態を示す図であり、図１４（ａ）及び図１５（ａ）は正面図、図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）は中央断面図である。但し、図１４及び図１５において、分かり易いようにレバーウェイト３７は見取り図としている。
本実施形態では、回転付勢力発生手段を、カム形くさび部材２０の中心部に形成した回転可能な付勢用凸部（凸型嵌合部３１Ｂ）と、レンチ係合部に連結してカム形くさび部材２０の中心部から略水平な方向に延出し重力ｗにより回転トルクを発生させるレバーウェイト３７をもって構成し、回転停止手段を、レバーウェイト３７が略水平な方向と直交し母板１の表面と略平行な方向の母板１の下部にまで回転し停止することをもって構成している。
図１４は本実施形態のカム形くさび部材を長穴のストップホールに挿入した状態を示す図、図１５は本実施形態においてカム形くさび部材の適応動作が完了した状態を示す図であり、図１４（ａ）及び図１５（ａ）は正面図、図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）は中央断面図である。但し、図１４及び図１５において、分かり易いようにレバーウェイト３７は見取り図としている。
本実施形態では、回転付勢力発生手段を、カム形くさび部材２０の中心部に形成した回転可能な付勢用凸部（凸型嵌合部３１Ｂ）と、レンチ係合部に連結してカム形くさび部材２０の中心部から略水平な方向に延出し重力ｗにより回転トルクを発生させるレバーウェイト３７をもって構成し、回転停止手段を、レバーウェイト３７が略水平な方向と直交し母板１の表面と略平行な方向の母板１の下部にまで回転し停止することをもって構成している。
【0087】
本実施形態における補修用部材の基本的な構成や動作原理は第１の実施形態と同じであるが、カム形くさび部材２０の表側中央部に六角柱形等の凸型嵌合部３１Ｂを設け、これと丁度嵌合するめがねレンチ部３７ａを一端に有するレバーウェイト３７を連結して回転付勢力Ｒを発生させる点に特徴がある。回転付勢力発生手段にレバーウェイト３７を用いることにより、カム形くさび部材２０に回転付勢力Ｒを安定して作用させることができる。また、レバーウェイト３７を凸型嵌合部３１Ｂに嵌合させることにより、レバーウェイト３７による回転付勢力Ｒを凸型嵌合部３１Ｂを介してカム形くさび部材２０に作用させることができる。
なお、本実施形態では回転付勢力Ｒの発生源として母板面に沿う方向の重力ｗを用いているので、適用対象とする疲労亀裂２は、母板面の方向が鉛直もしくは鉛直±π／４程度の場合に限られる。
レバーウェイト３７の先端部３７ｂは、図１４に示すように、めがねレンチ部３７ａよりも膨らんだ形状として重量を増し、凸型嵌合部３１Ｂにトルクが効率的に発生するようにすることが好ましい。なお、図１４ではレバーウェイト３７の先端部３７ｂの中央に重力ｗが集中しているように示しているが、レバーウェイト３７は金属製で一体に成型されており、めがねレンチ部３７ａと先端部３７ｂを結ぶレバー部分３７ｃの重量もトルクの発生に一定の寄与をしている。
凸型嵌合部３１Ｂとめがねレンチ部３７ａの嵌合角度は３０度刻みで変えることが可能だが、円柱形の凸型嵌合部３１Ｂと固定用キーボルトを用いる等の手段により、嵌合角度を自在に変更可能な構成とすることもできる。
なお、本実施形態では回転付勢力Ｒの発生源として母板面に沿う方向の重力ｗを用いているので、適用対象とする疲労亀裂２は、母板面の方向が鉛直もしくは鉛直±π／４程度の場合に限られる。
レバーウェイト３７の先端部３７ｂは、図１４に示すように、めがねレンチ部３７ａよりも膨らんだ形状として重量を増し、凸型嵌合部３１Ｂにトルクが効率的に発生するようにすることが好ましい。なお、図１４ではレバーウェイト３７の先端部３７ｂの中央に重力ｗが集中しているように示しているが、レバーウェイト３７は金属製で一体に成型されており、めがねレンチ部３７ａと先端部３７ｂを結ぶレバー部分３７ｃの重量もトルクの発生に一定の寄与をしている。
凸型嵌合部３１Ｂとめがねレンチ部３７ａの嵌合角度は３０度刻みで変えることが可能だが、円柱形の凸型嵌合部３１Ｂと固定用キーボルトを用いる等の手段により、嵌合角度を自在に変更可能な構成とすることもできる。
【0088】
本実施形態では、ストップホール１０にカム形くさび部材２０を挿入した初期状態（図１４の状態）においてレバーウェイト３７の長手方向が水平又は水平よりも若干上側となるように、めがねレンチ部３７ａを凸型嵌合部３１Ｂに嵌合する。嵌合後は、めがねレンチ部３７ａに別途設けた固定用ボルト等によりレバーウェイト３７を凸型嵌合部３１Ｂに固定し、レバーウェイト３７の脱落を防止することが好ましい。
上述した通り、レバーウェイト３７のレバー部分３７ｃや先端部３７ｂには下向きの重力ｗが作用するため、めがねレンチ部３７ａを介して凸型嵌合部３１Ｂには時計回りの回転付勢力Ｒが生じる。以後、母板１に繰り返し引張荷重Ｆが作用すると、カム形くさび部材２０が順次適応（回転）していくが、図１５の状態（回転角度π／２）となった時点で、レバーウェイト３７に作用する重力ｗの方向はレバーウェイト３７の長手方向と一致するため、回転付勢力Ｒがゼロとなり、カム形くさび部材２０の適応動作は完了する。これにより、カム形くさび部材２０が所定の範囲を超えて回転することを制限できる。
なお、補修用部材がストッパー６０Ａ，６０Ｂ等の回転停止手段を有する場合には、初期状態におけるレバーウェイト３７の角度を水平よりもπ／６～π／４程度上側に持ち上げておき、図１５の状態となるまで一定の回転付勢力Ｒが確実に作用し続けるようにすることが好ましい。
上述した通り、レバーウェイト３７のレバー部分３７ｃや先端部３７ｂには下向きの重力ｗが作用するため、めがねレンチ部３７ａを介して凸型嵌合部３１Ｂには時計回りの回転付勢力Ｒが生じる。以後、母板１に繰り返し引張荷重Ｆが作用すると、カム形くさび部材２０が順次適応（回転）していくが、図１５の状態（回転角度π／２）となった時点で、レバーウェイト３７に作用する重力ｗの方向はレバーウェイト３７の長手方向と一致するため、回転付勢力Ｒがゼロとなり、カム形くさび部材２０の適応動作は完了する。これにより、カム形くさび部材２０が所定の範囲を超えて回転することを制限できる。
なお、補修用部材がストッパー６０Ａ，６０Ｂ等の回転停止手段を有する場合には、初期状態におけるレバーウェイト３７の角度を水平よりもπ／６～π／４程度上側に持ち上げておき、図１５の状態となるまで一定の回転付勢力Ｒが確実に作用し続けるようにすることが好ましい。
【0089】
次に、第２の実施形態として、円孔のストップホールを形成する場合における疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図１６は円孔のストップホールにカム形くさび部材を挿入した状態を示す図であり、図１６（ａ）は正面図、図１６（ｂ）は中央断面図である。
円孔のストップホール１００に挿入する本実施形態の補修用部材は、断面形状が楕円となった楕円柱形のカム形くさび部材２００と、カム形くさび部材２００に回転付勢力Ｒを作用させる回転付勢力発生手段（図１６では図示略）と、カム形くさび部材２００の回転を所定の範囲で作用するように制限する回転停止手段（図１６では図示略）を備える。
第１の実施形態と同様に、カム形くさび部材２００の板厚は、母板１の板厚と同等以下とすることが好ましい。
図１６は円孔のストップホールにカム形くさび部材を挿入した状態を示す図であり、図１６（ａ）は正面図、図１６（ｂ）は中央断面図である。
円孔のストップホール１００に挿入する本実施形態の補修用部材は、断面形状が楕円となった楕円柱形のカム形くさび部材２００と、カム形くさび部材２００に回転付勢力Ｒを作用させる回転付勢力発生手段（図１６では図示略）と、カム形くさび部材２００の回転を所定の範囲で作用するように制限する回転停止手段（図１６では図示略）を備える。
第１の実施形態と同様に、カム形くさび部材２００の板厚は、母板１の板厚と同等以下とすることが好ましい。
【0090】
カム形くさび部材２００は、回転付勢力Ｒの作用するカム形の第一くさび部品２０１と、ストップホール１００にはめ込まれ第一くさび部品２０１とストップホール１００の円孔壁（内壁）との空隙を埋める第二くさび部品２０２としてのスペーサーから成る。これにより、加工が容易な円孔のストップホール１００に対して、スペーサーを利用して適切にくさび荷重Ｗを発生させることが可能となる。
第一くさび部品２０１は、本実施形態では断面形状が楕円となった楕円柱形としているが、第１の実施形態と同様に第一くさび部品２０１の断面形状が必ずしも楕円である必要はなく、短軸から長軸に向かってなだらかに径が増していくような任意の形状とすることが可能である。これにより、カム形くさび部材を適切な形状に形成できる。
第二くさび部品２０２は、ストップホール１００及び第一くさび部品２０１の形状寸法に合わせて、適応動作（第一くさび部品２０１の回転）が円滑に行われるような形状寸法とする。本実施形態における第二くさび部品２０２は、断面形状が矩形となった四角柱形をしている（但し、角部は丸く面取りしてある）。
第一くさび部品２０１は、本実施形態では断面形状が楕円となった楕円柱形としているが、第１の実施形態と同様に第一くさび部品２０１の断面形状が必ずしも楕円である必要はなく、短軸から長軸に向かってなだらかに径が増していくような任意の形状とすることが可能である。これにより、カム形くさび部材を適切な形状に形成できる。
第二くさび部品２０２は、ストップホール１００及び第一くさび部品２０１の形状寸法に合わせて、適応動作（第一くさび部品２０１の回転）が円滑に行われるような形状寸法とする。本実施形態における第二くさび部品２０２は、断面形状が矩形となった四角柱形をしている（但し、角部は丸く面取りしてある）。
【0091】
第一くさび部品２０１及び第二くさび部品２０２の形状寸法は、ストップホール１００の寸法と互いに適合するように設定されており、両部品を重ねてストップホール１００に挿入したとき、円孔壁との間に僅かな隙間が生じるようにし、また、適応動作に伴う第一くさび部品２０１の回転が妨げられることのないよう留意する。
第一くさび部品２０１及び第二くさび部品２０２の材質は任意だが、繰り返し引張荷重Ｆの負荷及び除荷に伴うストップホール１００の変形量を抑制するという本補強方法（補修方法）の原理から、その剛性、特にヤング率はできるだけ高いことが好ましく、少なくとも母板１と略同等もしくはそれ以上のヤング率を有する材質を選定することが好ましい。また、第一くさび部品２０１及び第二くさび部品２０２は稼働中に大きな繰り返し圧縮荷重を受けるため、金属やセラミックス等の圧縮強度に優れた材質が適している。
第一くさび部品２０１及び第二くさび部品２０２の材質は任意だが、繰り返し引張荷重Ｆの負荷及び除荷に伴うストップホール１００の変形量を抑制するという本補強方法（補修方法）の原理から、その剛性、特にヤング率はできるだけ高いことが好ましく、少なくとも母板１と略同等もしくはそれ以上のヤング率を有する材質を選定することが好ましい。また、第一くさび部品２０１及び第二くさび部品２０２は稼働中に大きな繰り返し圧縮荷重を受けるため、金属やセラミックス等の圧縮強度に優れた材質が適している。
【0092】
本実施形態の補修方法においては、まず、対象とする母板１に生じた疲労亀裂２の先端部に、ドリル及びグラインダー等の切削手段を用いて滑らかな円孔（正円形）のストップホール１００を加工する（ストップホール加工ステップ）。ストップホール１００の寸法は、カム形くさび部材２００と互いに適合するように設定し、適応動作に伴うカム形くさび部材２００の回転を妨げることのないよう留意する。
ストップホール加工ステップの後、ストップホール１００の円孔壁にスペーサー（第二くさび部品２０２）を装着し、その上に第一くさび部品２０１を挿入することにより、ストップホール１００にカム形くさび部材２００をはめ込む（くさび部材はめ込みステップ）。これにより、加工が容易な円孔のストップホール１００に対して、スペーサーを利用して適切にくさび荷重Ｗを付与することが可能となる。この際、楕円柱形の第一くさび部品２０１は、長軸の方向が疲労亀裂２の進展方向と平行となり、短軸の方向が疲労亀裂２の進展方向と垂直となるようにする。
カム形くさび部材２００の板厚を母板１の板厚と略同一としているので、図１６（ｂ）に示すように、ストップホール１００にはめ込まれたカム形くさび部材２００はストップホール１００から殆ど突出しない。
ストップホール加工ステップの後、ストップホール１００の円孔壁にスペーサー（第二くさび部品２０２）を装着し、その上に第一くさび部品２０１を挿入することにより、ストップホール１００にカム形くさび部材２００をはめ込む（くさび部材はめ込みステップ）。これにより、加工が容易な円孔のストップホール１００に対して、スペーサーを利用して適切にくさび荷重Ｗを付与することが可能となる。この際、楕円柱形の第一くさび部品２０１は、長軸の方向が疲労亀裂２の進展方向と平行となり、短軸の方向が疲労亀裂２の進展方向と垂直となるようにする。
カム形くさび部材２００の板厚を母板１の板厚と略同一としているので、図１６（ｂ）に示すように、ストップホール１００にはめ込まれたカム形くさび部材２００はストップホール１００から殆ど突出しない。
【0093】
くさび部材はめ込みステップの後、カム形くさび部材２００に回転付勢力Ｒを所定の範囲で作用させる（回転付勢力発生ステップ）。第一くさび部品２０１には、図１６（ａ）に示すように楕円断面のほぼ中心を軸とする時計回りの回転付勢力Ｒが作用するようになっている。第１の実施形態と同様に、回転付勢力Ｒを発生させる機構は任意であり、回転付勢力Ｒの方向も、一定の方向であれば任意である。
【0094】
回転付勢力発生ステップの後、母板１に作用する繰り返し引張荷重Ｆによるストップホール１００の伸長変形にカム形くさび部材２００を自動的に適応させてくさび荷重Ｗを発生させる（くさび荷重発生ステップ）。
図１７－１及び図１７－２はカム形くさび部材の適応動作を示す図であり、母板１に繰り返しの引張荷重Ｆが作用して円孔のストップホール１００が変形した場合、カム形くさび部材がどのように適応していくかを逐次的に示している。以下、順を追って説明するが、説明中における「右回り」や「上」、「下」等の方向は、図中におけるものである。
図１７－１及び図１７－２はカム形くさび部材の適応動作を示す図であり、母板１に繰り返しの引張荷重Ｆが作用して円孔のストップホール１００が変形した場合、カム形くさび部材がどのように適応していくかを逐次的に示している。以下、順を追って説明するが、説明中における「右回り」や「上」、「下」等の方向は、図中におけるものである。
【0095】
i）図１７－１（ａ）は、円孔のストップホール１００に第一くさび部品２０１及び第二くさび部品２０２を挿入した状態である。回転付勢力Ｒはまだ作用させておらず、ストップホール１００の上端部と第一くさび部品２０１の間には僅かな隙間が存在する。
ii）第一くさび部品２０１に右回り（時計回り）の回転付勢力Ｒを作用させると、第一くさび部品２０１は、右回りに僅かに回転し、図１７－１（ｂ）に点線円で示した二箇所でストップホール１００の上端部及び第二くさび部品２０２の上端と接触し、回転を止める。このとき、第一くさび部品２０１の二箇所の接触部、及び第二くさび部品２０２の下端とストップホール１００との接触部（二箇所）においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
ii）第一くさび部品２０１に右回り（時計回り）の回転付勢力Ｒを作用させると、第一くさび部品２０１は、右回りに僅かに回転し、図１７－１（ｂ）に点線円で示した二箇所でストップホール１００の上端部及び第二くさび部品２０２の上端と接触し、回転を止める。このとき、第一くさび部品２０１の二箇所の接触部、及び第二くさび部品２０２の下端とストップホール１００との接触部（二箇所）においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
【0096】
iii）母板１に疲労亀裂２を開く方向の引張荷重Ｆ１が作用すると、疲労亀裂２が広がると同時にストップホール１００が上下方向に引張変形（伸長変形）し、図１７－１（ｃ）に示すように、ストップホール１００の上端部と第一くさび部品２０１の間には僅かな隙間が生じる。なお、ここでは簡単のため隙間はストップホール１００の上端部側のみに生じると仮定しているが、実際には第一くさび部品２０１の下端と第二くさび部品２０２の上端との接触部や、第二くさび部品２０２の下端とストップホール１００との接触部（二箇所）にも微小な隙間が生じうる。
iv）第一くさび部品２０１には回転付勢力Ｒが作用しているため、第一くさび部品２０１は、“iii”で生じた僅かな隙間を埋めるように右回りに回転し、図１７－１（ｄ）に点線円で示した二箇所でストップホール１００の上端部及び第二くさび部品２０２の上端と接触し、回転を止める。このとき、第一くさび部品２０１の二箇所の接触部、及び第二くさび部品２０２の下端とストップホール１００との接触部（二箇所）においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
v）引張外力Ｆ１が除荷されると、上下方向に伸長していたストップホール１００は元に戻ろうとするが、“iv”における適応動作（回転）によりストップホール１００の上端部に当接した第一くさび部品２０１とストップホール１００の下端部に当接した第二くさび部品２０２がくさびとなっているため自由に収縮変形できず、図１７－１（ｅ）に示すように、結果としてストップホール１００の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる（但し、くさび荷重Ｗ２は第二くさび部品２０２の下端の二箇所の接触部における接触圧力の合力である）。このとき、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の作用方向は、図１における楕円短軸方向とは僅かにずれているが、実際のずれ角度は僅かであり、引張外力Ｆ１の除荷時には接触箇所において大きな摩擦力が働くため、第一くさび部品２０１がストップホール１００の孔壁上や第二くさび部品２０２の上端を滑って回転したり、第二くさび部品２０２がストップホール１００の孔壁上で滑ったり倒れたりすることはない。
iv）第一くさび部品２０１には回転付勢力Ｒが作用しているため、第一くさび部品２０１は、“iii”で生じた僅かな隙間を埋めるように右回りに回転し、図１７－１（ｄ）に点線円で示した二箇所でストップホール１００の上端部及び第二くさび部品２０２の上端と接触し、回転を止める。このとき、第一くさび部品２０１の二箇所の接触部、及び第二くさび部品２０２の下端とストップホール１００との接触部（二箇所）においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
v）引張外力Ｆ１が除荷されると、上下方向に伸長していたストップホール１００は元に戻ろうとするが、“iv”における適応動作（回転）によりストップホール１００の上端部に当接した第一くさび部品２０１とストップホール１００の下端部に当接した第二くさび部品２０２がくさびとなっているため自由に収縮変形できず、図１７－１（ｅ）に示すように、結果としてストップホール１００の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる（但し、くさび荷重Ｗ２は第二くさび部品２０２の下端の二箇所の接触部における接触圧力の合力である）。このとき、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の作用方向は、図１における楕円短軸方向とは僅かにずれているが、実際のずれ角度は僅かであり、引張外力Ｆ１の除荷時には接触箇所において大きな摩擦力が働くため、第一くさび部品２０１がストップホール１００の孔壁上や第二くさび部品２０２の上端を滑って回転したり、第二くさび部品２０２がストップホール１００の孔壁上で滑ったり倒れたりすることはない。
【0097】
vi）母板１にＦ１よりも大きい引張荷重Ｆ２（Ｆ２＞Ｆ１）が作用すると、ストップホール１００は更に上下方向に引張変形（伸長変形）し、図１７－１（ｆ）に示すように、ストップホール１００の上端部と第一くさび部品２０１の間には再び隙間が生じる。
vii）第一くさび部品２０１には回転付勢力Ｒが作用しているため、第一くさび部品２０１は、“vi”で生じた隙間を埋めるように右回りに回転し、図１７－１（ｇ）に点線円で示した二箇所でストップホール１００の上端部及び第二くさび部品２０２の上端と接触し、回転を止める。このとき、第一くさび部品２０１の二箇所の接触部、及び第二くさび部品２０２の下端とストップホール１００との接触部（二箇所）においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
viii）引張外力Ｆ２が除荷されると、“v”と同様の原理により、図１７－１（ｈ）に示すように、ストップホール１００の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる（但し、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の値は“v”の場合と同じとは限らない）。
vii）第一くさび部品２０１には回転付勢力Ｒが作用しているため、第一くさび部品２０１は、“vi”で生じた隙間を埋めるように右回りに回転し、図１７－１（ｇ）に点線円で示した二箇所でストップホール１００の上端部及び第二くさび部品２０２の上端と接触し、回転を止める。このとき、第一くさび部品２０１の二箇所の接触部、及び第二くさび部品２０２の下端とストップホール１００との接触部（二箇所）においては若干の接触圧力（微小なくさび荷重）が生じている。
viii）引張外力Ｆ２が除荷されると、“v”と同様の原理により、図１７－１（ｈ）に示すように、ストップホール１００の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる（但し、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の値は“v”の場合と同じとは限らない）。
【0098】
ix)～xi）“vi”～“viii”と同様に、図１７－２（ｉ）に示すように母板１に対してより大きな引張荷重Ｆ３が作用し、ストップホール１００の上端部とカム形くさび部材２００の間に隙間が生じる毎に、図１７－２（ｊ）に示すように第一くさび部品２０１が回転して適応動作を行い、図１７－２（ｋ）に示すように除荷時にはストップホール１００の上下端部に適切なくさび荷重Ｗ１及びＷ２が生じる（但し、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の値は“v”、“viii”の時点と同じとは限らない）。
【0099】
xii）母板１に引張荷重Ｆ３よりも大きい引張荷重Ｆ４（Ｆ４＞Ｆ３）が作用すると、ストップホール１００は更に上下方向に引張変形（伸長変形）し、図１７－２（ｌ）に示すように、ストップホール１００の上端部と第一くさび部品２０１の間には再び隙間が生じる。
xiii）第一くさび部品２０１には回転付勢力Ｒが作用しているため、第一くさび部品２０１は、“xii”で生じた隙間を埋めるように右回りに回転し、楕円の短軸が疲労亀裂２の進展方向とちょうど平行になった状態で回転を停止する。即ち、第一くさび部品２０１が“ｉ”の初期位置（初期状態）からπ／２だけ回転して図１７－２（ｍ）に示すような位置関係になったら、それ以上は回転付勢力Ｒが作用しないように予めストッパー６０Ａ，６０Ｂ等の回転停止手段により機構的な制限を施しておき、カム形くさび部材２００の適応動作はそこで完了とする。よって、図１７－２（ｍ）の場合、第一くさび部品２０１は図中に点線円で示した二箇所でストップホール１００の上端部及び第二くさび部品２０２の上端とちょうど接触した状態となっているが、仮に第一くさび部品２０１の上端とストップホール１００の上端部との間に更なる隙間が生じていても、第一くさび部品２０１がそれ以上回転することはない。このように、回転付勢力Ｒの調節により、第一くさび部品２０１が回り過ぎてくさび部材としての機能が低下してしまうことを防止できる。
xiv）引張荷重Ｆ４が除荷されると、“v”と同様の原理により、図１７－２（ｎ）に示すように、ストップホール１００の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる（但し、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の値は“v”及び“viii”の場合と同じとは限らない）。
xiii）第一くさび部品２０１には回転付勢力Ｒが作用しているため、第一くさび部品２０１は、“xii”で生じた隙間を埋めるように右回りに回転し、楕円の短軸が疲労亀裂２の進展方向とちょうど平行になった状態で回転を停止する。即ち、第一くさび部品２０１が“ｉ”の初期位置（初期状態）からπ／２だけ回転して図１７－２（ｍ）に示すような位置関係になったら、それ以上は回転付勢力Ｒが作用しないように予めストッパー６０Ａ，６０Ｂ等の回転停止手段により機構的な制限を施しておき、カム形くさび部材２００の適応動作はそこで完了とする。よって、図１７－２（ｍ）の場合、第一くさび部品２０１は図中に点線円で示した二箇所でストップホール１００の上端部及び第二くさび部品２０２の上端とちょうど接触した状態となっているが、仮に第一くさび部品２０１の上端とストップホール１００の上端部との間に更なる隙間が生じていても、第一くさび部品２０１がそれ以上回転することはない。このように、回転付勢力Ｒの調節により、第一くさび部品２０１が回り過ぎてくさび部材としての機能が低下してしまうことを防止できる。
xiv）引張荷重Ｆ４が除荷されると、“v”と同様の原理により、図１７－２（ｎ）に示すように、ストップホール１００の上下端部には大きなくさび荷重Ｗ１及びＷ２がそれぞれ生じる（但し、くさび荷重Ｗ１及びＷ２の値は“v”及び“viii”の場合と同じとは限らない）。
【0100】
このように、母板１に作用する繰り返し引張荷重Ｆによるストップホール１０，１００の伸長変形にカム形くさび部材２０，２００を自動的に適応させてくさび荷重Ｗを発生させることにより、ストップホール１０，１００の孔端部の応力変動幅を抑制し、孔端部からの疲労亀裂の再発及び進展を防ぐことができる。特に、カム形くさび部材２０，２００を用いることにより、ストップホール１０，１００にはめ込んだ際のくさび部材の突出寸法を斜面型くさび部材よりも小さくすることが可能となるため、回転付勢力を作用させることと相まって、斜面型くさび部材では適用が困難であったスペースの小さい箇所などにも適応型のくさび部材を用いた補修の適用対象を拡大することができる。
なお、図示は省略するが、第１の実施形態と第２の実施形態とでは、ストップホール１０，１００の形状（長穴or円孔）及びスペーサー（第二くさび部品２０２）の有無が異なるだけであり、第１－１～第１－９の実施形態で説明した回転付勢力発生手段や回転停止手段等に関する諸々の構成及び方法は、すべてそのまま第２の実施形態にも適用できる。
なお、図示は省略するが、第１の実施形態と第２の実施形態とでは、ストップホール１０，１００の形状（長穴or円孔）及びスペーサー（第二くさび部品２０２）の有無が異なるだけであり、第１－１～第１－９の実施形態で説明した回転付勢力発生手段や回転停止手段等に関する諸々の構成及び方法は、すべてそのまま第２の実施形態にも適用できる。
【0101】
次に、第２の実施形態の派生形態として、第２－１の実施形態による疲労亀裂の補修方法及び補修用部材について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
図１８は本実施形態の第二くさび部品としてのスペーサーを示す図であり、図１８（ａ）はストップホールに挿入する前の自然状態のスペーサーを示し、図１８（ｂ）は円孔のストップホールに装着した状態のスペーサーを示している。図１９はスペーサーを装着したストップホールに第一くさび部品を挿入した状態を示す図であり、図１９（ａ）は正面図、図１９（ｂ）は中央断面図である。
本実施形態においても、ストップホール１００は円孔に形成する。円孔のストップホール１００に挿入する補修用部材は、カム形くさび部材２００と、カム形くさび部材２００に回転付勢力Ｒを作用させる回転付勢力発生手段（図１９では図示略）と、カム形くさび部材２００の回転を所定の範囲で作用するように制限する回転停止手段（図１９では図示略）を備える。
第２の実施形態と同様に、カム形くさび部材２００の板厚は、母板１の板厚と同等以下とすることが好ましい。
図１８は本実施形態の第二くさび部品としてのスペーサーを示す図であり、図１８（ａ）はストップホールに挿入する前の自然状態のスペーサーを示し、図１８（ｂ）は円孔のストップホールに装着した状態のスペーサーを示している。図１９はスペーサーを装着したストップホールに第一くさび部品を挿入した状態を示す図であり、図１９（ａ）は正面図、図１９（ｂ）は中央断面図である。
本実施形態においても、ストップホール１００は円孔に形成する。円孔のストップホール１００に挿入する補修用部材は、カム形くさび部材２００と、カム形くさび部材２００に回転付勢力Ｒを作用させる回転付勢力発生手段（図１９では図示略）と、カム形くさび部材２００の回転を所定の範囲で作用するように制限する回転停止手段（図１９では図示略）を備える。
第２の実施形態と同様に、カム形くさび部材２００の板厚は、母板１の板厚と同等以下とすることが好ましい。
【0102】
カム形くさび部材２００は、回転付勢力Ｒの作用するカム形の第一くさび部品２０１と、ストップホール１００にはめ込まれ第一くさび部品２０１とストップホール１００の円孔壁（内壁）との空隙を埋める第二くさび部品２０２としてのスペーサーから成る。
第一くさび部品２０１は、断面形状が楕円となった楕円柱形としているが、第２の実施形態と同様に第一くさび部品２０１の断面形状が必ずしも楕円である必要はなく、短軸から長軸に向かってなだらかに径が増していくような任意の形状とすることが可能である。
第一くさび部品２０１は、断面形状が楕円となった楕円柱形としているが、第２の実施形態と同様に第一くさび部品２０１の断面形状が必ずしも楕円である必要はなく、短軸から長軸に向かってなだらかに径が増していくような任意の形状とすることが可能である。
【0103】
スペーサー（第二くさび部品２０２）は、ストップホール１００及び第一くさび部品２０１の形状寸法に合わせて、適応動作（第一くさび部品２０１の回転）が円滑に行われるような形状寸法とする。本実施形態におけるスペーサー２０２は、ストップホール１００に装着したときに円孔壁の上側と接する上側スペーサー２０２Ａと、円孔壁の下側と接する下側スペーサー２０２Ｂと、上側スペーサー２０２Ａと下側スペーサー２０２Ｂを一体的に連結している可撓性を有した可撓性連結手段２０２Ｃから成る。
上側スペーサー２０２Ａ及び下側スペーサー２０２Ｂは、板厚方向断面（板厚方向に対して垂直に切断したときの断面）が円弧及び弦からなる形状となっており、この板厚方向断面形状は、板厚方向に同一の断面形状、すなわちどの切断面でも同一形状である。また、可撓性連結手段２０２Ｃには、略円弧形の板バネを用いている。
上側スペーサー２０２Ａ及び下側スペーサー２０２Ｂの円弧の曲率半径は、適用する円孔のストップホール１００の半径よりも僅かに小さく設定されている。
なお、可撓性連結手段２０２Ｃとしては、略円弧形の板バネの他、ねじりコイルバネや棒バネ、また装着時に変形可能な可撓性樹脂等であってもよい。
上側スペーサー２０２Ａ及び下側スペーサー２０２Ｂは、板厚方向断面（板厚方向に対して垂直に切断したときの断面）が円弧及び弦からなる形状となっており、この板厚方向断面形状は、板厚方向に同一の断面形状、すなわちどの切断面でも同一形状である。また、可撓性連結手段２０２Ｃには、略円弧形の板バネを用いている。
上側スペーサー２０２Ａ及び下側スペーサー２０２Ｂの円弧の曲率半径は、適用する円孔のストップホール１００の半径よりも僅かに小さく設定されている。
なお、可撓性連結手段２０２Ｃとしては、略円弧形の板バネの他、ねじりコイルバネや棒バネ、また装着時に変形可能な可撓性樹脂等であってもよい。
【0104】
第２の実施形態と同様に、第一くさび部品２０１及び第二くさび部品２０２の材質は任意だが、その剛性、特にヤング率はできるだけ高いことが好ましく、少なくとも母板１と略同等もしくはそれ以上のヤング率を有する材質を選定することが好ましい。また、金属やセラミックス等の圧縮強度に優れた材質が適している。
【0105】
本実施形態の補修方法においても、まず、対象とする母板１に生じた疲労亀裂２の先端部に滑らかな円孔（正円形）のストップホール１００を加工する（ストップホール加工ステップ）。ストップホール１００の寸法は、カム形くさび部材２００と互いに適合するように設定し、適応動作に伴う第一くさび部品２０１の回転を妨げることのないよう留意する。
ストップホール加工ステップの後、ストップホール１００の円孔壁に上下一体型のスペーサー２０２を装着し、さらに第一くさび部品２０１を挿入することにより、ストップホール１００にカム形くさび部材２００をはめ込む（くさび部材はめ込みステップ）。これにより、加工が容易な円孔のストップホール１００に対して、スペーサー２０２を利用して適切にくさび荷重Ｗを付与することが可能となる。この際、楕円柱形の第一くさび部品２０１は、長軸の方向が疲労亀裂２の進展方向と平行となり、短軸の方向が疲労亀裂２の進展方向と垂直となるようにする。
カム形くさび部材２００の板厚は母板１の板厚と略同一としているので、図１９（ｂ）に示すように、ストップホール１００にはめ込まれたカム形くさび部材２００はストップホール１００から殆ど突出しない。
ストップホール加工ステップの後、ストップホール１００の円孔壁に上下一体型のスペーサー２０２を装着し、さらに第一くさび部品２０１を挿入することにより、ストップホール１００にカム形くさび部材２００をはめ込む（くさび部材はめ込みステップ）。これにより、加工が容易な円孔のストップホール１００に対して、スペーサー２０２を利用して適切にくさび荷重Ｗを付与することが可能となる。この際、楕円柱形の第一くさび部品２０１は、長軸の方向が疲労亀裂２の進展方向と平行となり、短軸の方向が疲労亀裂２の進展方向と垂直となるようにする。
カム形くさび部材２００の板厚は母板１の板厚と略同一としているので、図１９（ｂ）に示すように、ストップホール１００にはめ込まれたカム形くさび部材２００はストップホール１００から殆ど突出しない。
【0106】
スペーサー２０２は、外力が加わっていない自然状態では、図１８（ａ）に示す通りストップホール１００（図中の点線円）よりも若干外側にはみ出す形状となっており、くさび部材はめ込みステップにおいてストップホール１００の円孔壁に装着する際には、上側スペーサー２０２Ａの上端と下側スペーサー２０２Ｂの下端を両者が近付く方向に押し、可撓性連結手段２０２Ｃを適宜曲げ変形させた状態ではめ込む。
円孔のストップホール１００にはめ込むことにより、可撓性連結手段２０２Ｃは疲労亀裂２の反対側の円孔壁に沿う形となる。なお、本実施形態では、可撓性連結手段２０２Ｃである略円弧形の板バネの曲率が、スペーサー２０２を円孔のストップホール１００にはめ込んだ状態において、ストップホール１００の曲率よりも大きくなるようにしている。
図１８（ｂ）は、そのようにしてスペーサー２０２をストップホール１００にはめ込んだ状態を示しており、ストップホール１００の上下端部とスペーサー２０２の上下端との間には可撓性連結手段２０２Ｃである板バネの付勢力によりそれぞれ押圧力ｆが作用し、これにより上下端に生じる摩擦力によってスペーサー２０２を安定的に設置し、位置のずれや脱落を防止することができる。
このとき、上述したように上側スペーサー２０２Ａ及び下側スペーサー２０２Ｂの円弧となっている部分の曲率半径は適用するストップホール１００の半径よりも僅かに小さく設定されているため、上側スペーサー２０２Ａの上端及び下側スペーサー２０２Ｂの下端とストップホール１００との接触域は、ストップホール１００の上下端部近傍の狭い領域に限られ、それ以外の箇所では、図１８（ｂ）に示すように微小な隙間が生じている。これにより、カム形の第一くさび部品２０１が作動した時に生じるくさび荷重Ｗが分散することなく集中荷重としてストップホール１００の上下端部近傍に作用するため、効果的な補強を行うことが可能となる。
円孔のストップホール１００にはめ込むことにより、可撓性連結手段２０２Ｃは疲労亀裂２の反対側の円孔壁に沿う形となる。なお、本実施形態では、可撓性連結手段２０２Ｃである略円弧形の板バネの曲率が、スペーサー２０２を円孔のストップホール１００にはめ込んだ状態において、ストップホール１００の曲率よりも大きくなるようにしている。
図１８（ｂ）は、そのようにしてスペーサー２０２をストップホール１００にはめ込んだ状態を示しており、ストップホール１００の上下端部とスペーサー２０２の上下端との間には可撓性連結手段２０２Ｃである板バネの付勢力によりそれぞれ押圧力ｆが作用し、これにより上下端に生じる摩擦力によってスペーサー２０２を安定的に設置し、位置のずれや脱落を防止することができる。
このとき、上述したように上側スペーサー２０２Ａ及び下側スペーサー２０２Ｂの円弧となっている部分の曲率半径は適用するストップホール１００の半径よりも僅かに小さく設定されているため、上側スペーサー２０２Ａの上端及び下側スペーサー２０２Ｂの下端とストップホール１００との接触域は、ストップホール１００の上下端部近傍の狭い領域に限られ、それ以外の箇所では、図１８（ｂ）に示すように微小な隙間が生じている。これにより、カム形の第一くさび部品２０１が作動した時に生じるくさび荷重Ｗが分散することなく集中荷重としてストップホール１００の上下端部近傍に作用するため、効果的な補強を行うことが可能となる。
【0107】
図１８（ｂ）から分かる通り、スペーサー２０２をはめ込んだ後のストップホール１００の空隙部分は、第１の実施形態と同様の長穴とみなすことができるため、この擬似的な長穴に図１９に示す如く第一くさび部品２０１をはめ込んだ後の適応動作は、図３－１～図３－２とまったく同様である。また、第１－１～第１－９の実施形態で説明した回転付勢力発生手段や回転停止手段等に関する諸々の構成及び方法は、すべてそのまま本実施形態にも適用することができる。
このように、本実施形態によれば、ストップホール１００を円孔に比べて加工に手間と時間がかかる長穴とせずとも、可撓性連結手段２０２Ｃを撓ませて円孔に上下一体型のスペーサーをはめ込むことで擬似的な長穴とすることができるため、現場におけるストップホール加工ステップの施工性を向上させることができる。また、スペーサー２０２として、第２の実施形態のように四角柱形のものを用いる場合は、スペーサー２０２の位置決めや脱落防止対策等に少々手間がかかることもあるが、本実施形態のように板バネ付きの上下一体型のものを用いる場合は、円孔に加工したストップホール１００にはめ込んで装着するだけで位置決めと脱落防止対策が完了するため、現場におけるくさび部材はめ込みステップの施工性の向上と、くさび部材設置後の安全性を向上させることができる。
このように、本実施形態によれば、ストップホール１００を円孔に比べて加工に手間と時間がかかる長穴とせずとも、可撓性連結手段２０２Ｃを撓ませて円孔に上下一体型のスペーサーをはめ込むことで擬似的な長穴とすることができるため、現場におけるストップホール加工ステップの施工性を向上させることができる。また、スペーサー２０２として、第２の実施形態のように四角柱形のものを用いる場合は、スペーサー２０２の位置決めや脱落防止対策等に少々手間がかかることもあるが、本実施形態のように板バネ付きの上下一体型のものを用いる場合は、円孔に加工したストップホール１００にはめ込んで装着するだけで位置決めと脱落防止対策が完了するため、現場におけるくさび部材はめ込みステップの施工性の向上と、くさび部材設置後の安全性を向上させることができる。
【0108】
次に、第３の実施形態として、ストップホールにはめ込んだ疲労亀裂の補修用部材の取り外し方法について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同一符号を付して説明を省略する。
ストップホール１０，１００にカム形くさび部材２０，２００を挿入し、その後の繰り返し引張荷重Ｆの作用によってカム形くさび部材２０（第２の実施形態及び第２―１の実施形態では第一くさび部品２０１）が適応して回転し、引張荷重Ｆの除荷時にストップホール１０の上下端部とカム形くさび部材２０の間（第２の実施形態及び第２―１の実施形態ではストップホール１００の上下端部と第一くさび部品２０１及び第二くさび部品２０２との間）にくさび荷重Ｗが発生した後、急な工程変更など現場の状況によっては、カム形くさび部材２０，２００をいったん取り外す必要が生じることがある。本実施形態は、そのような場合におけるカム形くさび部材２０，２００の取り外し方法に関する。
下表１に、取り外し時の状況に応じた、カム形くさび部材２０，２００の取り外し方法及び取り外しのタイミングをまとめて示す。
ストップホール１０，１００にカム形くさび部材２０，２００を挿入し、その後の繰り返し引張荷重Ｆの作用によってカム形くさび部材２０（第２の実施形態及び第２―１の実施形態では第一くさび部品２０１）が適応して回転し、引張荷重Ｆの除荷時にストップホール１０の上下端部とカム形くさび部材２０の間（第２の実施形態及び第２―１の実施形態ではストップホール１００の上下端部と第一くさび部品２０１及び第二くさび部品２０２との間）にくさび荷重Ｗが発生した後、急な工程変更など現場の状況によっては、カム形くさび部材２０，２００をいったん取り外す必要が生じることがある。本実施形態は、そのような場合におけるカム形くさび部材２０，２００の取り外し方法に関する。
下表１に、取り外し時の状況に応じた、カム形くさび部材２０，２００の取り外し方法及び取り外しのタイミングをまとめて示す。
【表1】
【0109】
表１に示すように、本実施形態の取り外し方法は、疲労亀裂２の補修方法におけるくさび荷重Ｗが発生しているカム形くさび部材２０，２００をストップホール１０，１００から取り外すため、カム形くさび部材２０，２００に回転付勢力発生手段により作用させている回転付勢力Ｒとは反対の方向にトルク発生手段によりトルクを加え、カム形くさび部材２０，２００を弛緩させた後、カム形くさび部材２０，２００を取り外す。トルク発生手段は、例えば、凸型嵌合部３１Ｂと嵌合するレンチ等、専用の取り外し用工具である。
【0110】
表１の上段は、設置時に誤ってカム形くさび部材２０，２００がストップホール１０，１００に嵌まってしまったようなケースであり、発生しているくさび荷重Ｗは比較的小さい。この場合は、例えば、カム形くさび部材２０，２００に設けた凸型嵌合部３１Ｂに取り外し用工具をはめ込んで、回転付勢力Ｒとは反対の方向にトルクを加える。これにより、凸型嵌合部３１Ｂを有するカム形くさび部材２０，２００を安全かつ確実に取り外すことができる。
表１の下段は、カム形くさび部材２０，２００をストップホール１０，１００に適切に設置して一定期間が経過した後、工程変更によりカム形くさび部材２０，２００を取り外すことになったようなケースであり、発生しているくさび荷重Ｗは比較的大きい。この場合は、トルク発生手段を逆回転力付勢機構として用い、逆回転力付勢機構により逆回転付勢力（回転付勢力発生手段による回転付勢力Ｒとは反対方向の回転付勢力）をカム形くさび部材２０，２００に作用させて、大きな引張外荷重（引張荷重Ｆ）の負荷時にカム形くさび部材２０，２００が通常時とは逆方向に回転するようにし、一定期間の経過をみる。これにより、くさび荷重Ｗが大きいことにより取り外し難くなっているカム形くさび部材２０，２００を、大きな引張外荷重Ｆが作用してくさび荷重Ｗが弛緩したときに自動的に逆方向に回転させられるため、安全かつ確実に取り外すことができる。
なお、引張外荷重には、引張荷重Ｆも含むが、必ずしも稼働時の繰り返し荷重である必要はない。例えば、カム形くさび部材２０，２００をはずす目的のため、一時的に構造物に作用させる静的荷重（重量、圧力など）でもよい。また、要は取り外し用工具が無理なく回ればよいので、カム形くさび部材２０，２００が強固に嵌まった時の稼働時最大荷重より小さな静的荷重でもよい。
くさび荷重Ｗの大小は、例えば、取り外し用工具を使用したとき、カム形くさび部材２０，２００を逆方向に無理なく回転させることができる場合はくさび荷重Ｗが小さいと判断し、できない場合はくさび荷重Ｗが大きいと判断するなど、感覚的な目安で判断することが可能である。なお、くさび荷重Ｗの大小を、例えば１００ｋｇｆを境界値とするなど、数値的な基準で判断することもあり得るが、適正なくさび荷重Ｗの値は母板１の板厚により種々変化するので、そのような数値を明示することは困難な場合が多い。
表１の下段は、カム形くさび部材２０，２００をストップホール１０，１００に適切に設置して一定期間が経過した後、工程変更によりカム形くさび部材２０，２００を取り外すことになったようなケースであり、発生しているくさび荷重Ｗは比較的大きい。この場合は、トルク発生手段を逆回転力付勢機構として用い、逆回転力付勢機構により逆回転付勢力（回転付勢力発生手段による回転付勢力Ｒとは反対方向の回転付勢力）をカム形くさび部材２０，２００に作用させて、大きな引張外荷重（引張荷重Ｆ）の負荷時にカム形くさび部材２０，２００が通常時とは逆方向に回転するようにし、一定期間の経過をみる。これにより、くさび荷重Ｗが大きいことにより取り外し難くなっているカム形くさび部材２０，２００を、大きな引張外荷重Ｆが作用してくさび荷重Ｗが弛緩したときに自動的に逆方向に回転させられるため、安全かつ確実に取り外すことができる。
なお、引張外荷重には、引張荷重Ｆも含むが、必ずしも稼働時の繰り返し荷重である必要はない。例えば、カム形くさび部材２０，２００をはずす目的のため、一時的に構造物に作用させる静的荷重（重量、圧力など）でもよい。また、要は取り外し用工具が無理なく回ればよいので、カム形くさび部材２０，２００が強固に嵌まった時の稼働時最大荷重より小さな静的荷重でもよい。
くさび荷重Ｗの大小は、例えば、取り外し用工具を使用したとき、カム形くさび部材２０，２００を逆方向に無理なく回転させることができる場合はくさび荷重Ｗが小さいと判断し、できない場合はくさび荷重Ｗが大きいと判断するなど、感覚的な目安で判断することが可能である。なお、くさび荷重Ｗの大小を、例えば１００ｋｇｆを境界値とするなど、数値的な基準で判断することもあり得るが、適正なくさび荷重Ｗの値は母板１の板厚により種々変化するので、そのような数値を明示することは困難な場合が多い。
【0111】
なお、第１－９の実施形態におけるレバーウェイト３７は、以下のように疲労亀裂２の補修用部材の取り外し方法にそのまま利用することが可能である。
＜表１の「くさび荷重が小さい場合」＞
「取り外し用工具」としてレバーウェイト３７を用い、カム形くさび部材２０を弛緩させた後、すぐに取り外す。
＜表１の「くさび荷重が大きい場合」＞
「通常時の回転付勢力Ｒとは反対の方向に回転付勢力を作用させる」手段、すなわち「取り外し用工具」としてレバーウェイト３７を用いる。図１４のレバーウェイト３７の位置から角度πだけ回転させた位置にレバーウェイト３７を嵌合させることにより、容易に通常時の回転付勢力Ｒとは反対の方向に回転付勢力を作用させることができる。この状態で一定期間経過をみて、カム形くさび部材２０が弛緩していることが確認できた場合はカム形くさび部材２０を取り外し、弛緩していないことが確認された場合は、レバーウェイト３７に更に力を加えて弛緩させて取り外すか、そのまま経過観察を続行する。
このように、取り外し用工具をレバーウェイト３７で代用し、回転付勢力Ｒとは反対の方向にトルクを加えることにより、取り外し用工具を別途用意することなく、凸型嵌合部３１Ｂを有するカム形くさび部材２０をレバーウェイト３７で安全かつ確実に取り外すことができる。
＜表１の「くさび荷重が小さい場合」＞
「取り外し用工具」としてレバーウェイト３７を用い、カム形くさび部材２０を弛緩させた後、すぐに取り外す。
＜表１の「くさび荷重が大きい場合」＞
「通常時の回転付勢力Ｒとは反対の方向に回転付勢力を作用させる」手段、すなわち「取り外し用工具」としてレバーウェイト３７を用いる。図１４のレバーウェイト３７の位置から角度πだけ回転させた位置にレバーウェイト３７を嵌合させることにより、容易に通常時の回転付勢力Ｒとは反対の方向に回転付勢力を作用させることができる。この状態で一定期間経過をみて、カム形くさび部材２０が弛緩していることが確認できた場合はカム形くさび部材２０を取り外し、弛緩していないことが確認された場合は、レバーウェイト３７に更に力を加えて弛緩させて取り外すか、そのまま経過観察を続行する。
このように、取り外し用工具をレバーウェイト３７で代用し、回転付勢力Ｒとは反対の方向にトルクを加えることにより、取り外し用工具を別途用意することなく、凸型嵌合部３１Ｂを有するカム形くさび部材２０をレバーウェイト３７で安全かつ確実に取り外すことができる。
【0112】
なお、上記各実施形態においては、補修用部材を疲労亀裂２の先端部に設けたストップホール１０，１００に適用するものとして説明したが、補修用部材は、疲労亀裂２の基部及び先端部以外の亀裂経路上に設けたドリル孔であるウェッジホールについても同様に使用することができ、また、ストップホール１０，１００とウェッジホールを併設して両方に使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【0113】
本発明は、補修後に作用する引張荷重によるストップホールの伸長変形に追随してカム形くさび部材を自動的に適応させ、カム形くさび部材の緩みを防止できるため、稼働中の最大荷重を推定してそれを負荷した状態で保持する必要がなく、実際に作用する繰り返し引張荷重に応じて適切なくさび荷重が自動的に付与され、船舶、海洋構造物、橋梁、道路、車両、航空機、又は輸送・工作機械等の各種構造物について、母板に生じた疲労亀裂に対して設けたストップホールの孔端部からの亀裂再発の防止や再発亀裂の進展抑制に利用することができる。
【符号の説明】
【0114】
１ 母板
２ 疲労亀裂
１０、１００ ストップホール
２０、２００ カム形くさび部材
２０ａ カム形くさび部材の長径
２０ｂ カム形くさび部材の短径
２０１ 第一くさび部品
２０２ 第二くさび部品（スペーサー）
２０２Ａ 上側スペーサー
２０２Ｂ 下側スペーサー
２０２Ｃ 可撓性連結手段
３０ 渦巻きばね
３１Ａ、３１Ｂ 凸型嵌合部
３１Ｃ プーリー
３３ 線材
３４ 錘
３５ 弾性体
３７ レバーウェイト
３８ 調整手段
４０ 調節手段
５０ 密閉手段
６０Ａ、６０Ｂ ストッパー
６１ 凸部
６２ 台
α 空隙
Ｆ 引張荷重
Ｒ 回転付勢力
Ｗ くさび荷重
ｗ 重力
２ 疲労亀裂
１０、１００ ストップホール
２０、２００ カム形くさび部材
２０ａ カム形くさび部材の長径
２０ｂ カム形くさび部材の短径
２０１ 第一くさび部品
２０２ 第二くさび部品（スペーサー）
２０２Ａ 上側スペーサー
２０２Ｂ 下側スペーサー
２０２Ｃ 可撓性連結手段
３０ 渦巻きばね
３１Ａ、３１Ｂ 凸型嵌合部
３１Ｃ プーリー
３３ 線材
３４ 錘
３５ 弾性体
３７ レバーウェイト
３８ 調整手段
４０ 調節手段
５０ 密閉手段
６０Ａ、６０Ｂ ストッパー
６１ 凸部
６２ 台
α 空隙
Ｆ 引張荷重
Ｒ 回転付勢力
Ｗ くさび荷重
ｗ 重力
【図1】
【図2】
【図3-1】
【図3-2】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17-1】
【図17-2】
【図18】
【図19】
