(57)【要約】【課題】  従来は締結部材の雄ねじ部に摩擦係数安定剤を塗布していたが、その際に塗布部の周囲にもこの安定剤が付着するため、締結部材の合わせ面でのシール性に問題が生じる恐れがあった。また、雄ねじ部への摩擦係数安定剤の塗布が煩雑であった。【解決手段】  複数の洗浄工程を有する締結部材の洗浄方法であって、複数の洗浄工程のうちの最終洗浄工程で、界面活性剤および油分を含有する洗浄液により締結部材の洗浄を行う。その洗浄液における油分の含有率は、１〜３ｗｔ％である。【選択図】  図１
2006110484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の洗浄工程を有する締結部材の洗浄方法であって、
複数の洗浄工程のうちの最終洗浄工程で、
界面活性剤および油分を含有する洗浄液により締結部材の洗浄を行うことを特徴とする締結部材の洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄液における油分の含有率は、１〜３ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の締結部材の洗浄方法。
【請求項３】
締結部材を洗浄するための洗浄液であって、
複数の洗浄工程のうち最終洗浄工程にて用いられる洗浄液であり、
界面活性剤および油分を含有することを特徴とする締結部材の洗浄液。
【請求項４】
洗浄液タンク中に貯溜され油分を含んだ洗浄液を、油水分離装置内に流入させるステップと、
油水分離装置により洗浄液から油分を分離するステップと、
油分が分離された洗浄液の油分含有率を油分測定器により測定するステップと、
油分測定器により測定された油分含有率が予め定められた規定値よりも小さかった場合に、油分を油分投入装置により洗浄液へ補充するステップとを、
備えることを特徴とする洗浄液精製方法。
【請求項５】
油分を含んだ洗浄液から油分を分離する油水分離装置と、
油分が分離された洗浄液の残留油分率を測定する油分測定器と、
油分測定器により測定された残留油分率が予め定められた規定値よりも小さかった場合に、洗浄液へ油分を補充する油分投入装置とを、
備えることを特徴とする洗浄液精製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結部材のねじ部における摩擦係数のばらつきを抑えるための締結部材の洗浄方法、締結部材の洗浄液、洗浄液精製方法、および洗浄液精製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ボルトやナット等の締結部材では、締結部材表面の摩擦係数が変化すると締付トルクと軸力（締結力）との関係が変化して、一定のトルクで締付を行っても一定の軸力を得ることができない。例えば軸力が過小の場合には締結部材の緩みが発生し、軸力が過大であった場合は、締結部材の折損が発生することとなるため、一定の締結力により一定の軸力が得られることが望ましく、締結部材表面の摩擦係数を安定させることが重要である。
従って、締結部材を締結した際の軸力を安定させるべく、ボルト等の締結部材のねじ部に摩擦係数安定剤を塗布する技術が考案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−８０９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前述のように、ねじ部に摩擦係数安定剤の塗布を行う締結部材がエンジンのシリンダヘッドやシリンダブロック等であった場合、全てのねじ部に油分である摩擦係数安定剤を塗布しようとすると、シリンダヘッドやシリンダブロック等の他部品との合わせ面にも摩擦係数安定剤が付着してしまい、合わせ面の部分に介装されるＦＩＰＧ（Ｆｏｒｍｅｄ  Ｉｎ  Ｐｌａｃｅ  Ｇａｓｋｅｔ：現場成形ガスケット）の剥離が発生する等、合わせ面でのシール性に問題が生じる恐れがある。
また、ねじ部への摩擦係数安定剤の塗布は、摩擦係数安定剤が締結部材の合わせ面に付着しないように、個々のねじ部に対して行わなければならず、摩擦係数安定剤の塗布作業が煩雑であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決する締結部材の洗浄方法、締結部材の洗浄液、洗浄液精製方法、および洗浄液精製装置は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載のごとく、複数の洗浄工程を有する締結部材の洗浄方法であって、複数の洗浄工程のうちの最終洗浄工程で、界面活性剤および油分を含有する洗浄液により締結部材の洗浄を行う。
これにより、締結部材のねじ部における摩擦係数のばらつきを小さくすることができ、一定の締結力により一定の軸力を得ることが可能となる。
また、最終洗浄工程での通常の洗浄作業を行うだけで、摩擦係数安定剤の塗布作業といった特別な作業を行うことなく摩擦係数のばらつきを抑えることができる。
【０００５】
また、請求項２記載のごとく、前記洗浄液における油分の含有率は、１〜３ｗｔ％である。
これにより、摩擦係数のばらつきを安定的に抑えることができる。また、洗浄後の締結部材に付着している洗浄液を乾燥させてしまえば、合わせ面でのシール性に悪影響を及ぼすことがない。
【０００６】
また、請求項３記載のごとく、締結部材を洗浄するための洗浄液であって、複数の洗浄工程のうち最終洗浄工程にて用いられる洗浄液であり、界面活性剤および油分を含有する。
これにより、最終洗浄工程での通常の洗浄作業を行うだけで、摩擦係数安定剤の塗布作業といった特別な作業を行うことなく締結部材のねじ部における摩擦係数のばらつきを抑えることができ、一定の締結力により一定の軸力を得ることが可能となる。
【０００７】
また、請求項４記載のごとく、洗浄液精製方法は、洗浄液タンク中に貯溜され油分を含んだ洗浄液を、油水分離装置内に流入させるステップと、油水分離装置により洗浄液から油分を分離するステップと、油分が分離された洗浄液の油分含有率を油分測定器により測定するステップと、油分測定器により測定された油分含有率が予め定められた規定値よりも小さかった場合に、油分を油分投入装置により洗浄液へ補充するステップとを、備える。
これにより、洗浄液の油分含有率を一定の範囲内に維持することができ、洗浄を行った締結部材のねじ部の摩擦係数を常に安定させることができる。
【０００８】
また、請求項５記載のごとく、洗浄液精製装置は、油分を含んだ洗浄液から油分を分離する油水分離装置と、油分が分離された洗浄液の残留油分率を測定する油分測定器と、油分測定器により測定された残留油分率が予め定められた規定値よりも小さかった場合に、洗浄液へ油分を補充する油分投入装置とを、備える。
これにより、洗浄液の油分含有率を一定の範囲内に維持することができ、洗浄を行った締結部材のねじ部の摩擦係数を常に安定させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、締結部材のねじ部における摩擦係数のばらつきを小さくすることができ、一定の締結力により一定の軸力を得ることが可能となる。
また、洗浄液の油分含有率を一定の範囲内に維持することができ、洗浄を行った締結部材のねじ部の摩擦係数を常に安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１１】
本発明にかかる締結部材の洗浄方法は、ボルトやナット、ブロック材に形成される雌ねじ部等の締結部材を洗浄する方法であり、例えばエンジンのシリンダブロックやシリンダヘッドの締結部の洗浄に適用することができる。
【００１２】
一般的に、エンジンのシリンダブロックやシリンダヘッドには雌ねじ部が形成されており、該シリンダブロックやシリンダヘッドとクランクケース等の被締結物とが、雌ねじ部にボルトを螺装することで締結されている。
このように、鋳造後に雌ねじ部等の機械加工が施されるシリンダブロックやシリンダヘッドは、クランクケース等と組み付けられる前に、複数の洗浄工程を経ながら洗浄が施される。
【００１３】
各洗浄工程における洗浄液は、それぞれ界面活性剤を含有しているが、複数の洗浄工程のうち、最終の洗浄工程における洗浄液は、界面活性剤に加えて少量の油分を含有している。
最終洗浄工程の洗浄液に含まれる油分は、加工用水溶性クーラント液や不水溶性クーラント液（ホーニング油）等の溶液であり、油分の洗浄液に対する含有率は１〜３ｗｔ％程度が好適である。
【００１４】
このように、界面活性剤を含有している洗浄液に対して１〜３ｗｔ％程度の油分を加えると、被洗浄物であるシリンダブロックやシリンダヘッドに形成される雌ねじ部等における摩擦係数のばらつき性が少なくなる。
つまり、洗浄液に含まれる油分は摩擦係数安定剤として作用し、油分を含んだ洗浄液で最終洗浄を行った締結部材は摩擦係数が安定することとなって、一定の締結トルクで締結すると略一定の締結力（軸力）を得ることが可能となる。
【００１５】
以下に、油分を含んだ洗浄液で最終洗浄を行った締結部材と、油分を含まない洗浄液で最終洗浄を行った締結部材との、摩擦係数の安定性の違いを検証した試験結果を示す。
【００１６】
まず、実験に際して用いたサンプルについて説明する。
図１に示すように、締結部材としては、雌ねじ部１ａを有するシリンダヘッド片１と雄ねじ部３ａを有するボルト３とを用い、ボルト３をシリンダヘッド片１に螺装することで、シリンダヘッド片１にクランクケース片２を締結している。
なお、クランクケース片２をシリンダヘッド片１に締結する際には、両者間にロードワッシャ５を介装して、該ワッシャ５の両面側にスペーサ４・４を配置している。また、シリンダヘッド片１およびクランクケース片２などはセット治具９にセットされた状態で締結されている。
【００１７】
シリンダヘッド片１およびボルト３は、セット治具９へセットする前に、油分を含んだ洗浄液Ｓ１または油分を含まない洗浄液Ｓ２に所定時間浸漬した後、エアブローにて洗浄液Ｓ１・Ｓ２を飛散させるとともに、所定時間放置して乾燥させたものを用いた。
このように、洗浄液Ｓ１・Ｓ２にて洗浄したシリンダヘッド片１およびボルト３と、クランクケース片２等とをセット治具９にセットして、ボルト３を予め設定しておいた所定の締付トルクで締め付ける。
その後、締結部分の軸力をロードワッシャ５により検出し、検出した軸力や締付トルクやボルト３のねじピッチ等に基づいて、次式（１）、式（２）により当該サンプルの摩擦係数μを求める。
【００１８】
【数１】
2006110484.tif 000003
【００１９】
【数２】
2006110484.tif 000004
【００２０】
ただし、式（１）、式（２）における、Ｔはボルト３の締付トルクを、Ｆは締結部の軸力を、Ｐはボルト３の雄ねじ部のねじピッチを、ｄ２はボルト３の雄ねじ部３ａの有効径を、αは雄ねじ部のねじ山半角を、ｄｗは座面等価値径を、ｄｏはボルト３の座面３ｂの接触外径を、ｄｉはボルト３の座面３ｂの接触内径である（ｄｏ、ｄｉについては図２参照）。
【００２１】
なお、全てのサンプルについて、ボルト３およびシリンダヘッド片１の仕様、締付トルク、雌ねじ部１ａと雄ねじ部３ａとの嵌合代等、洗浄を行う洗浄液Ｓ１・Ｓ２の種類以外は同じになるように作成を行った。
【００２２】
このようにして算出される摩擦係数μを一回の試験につき２回繰り返して求め、１回目の摩擦係数と２回目の摩擦係数との差Ａ１を求める。
さらに、洗浄後の雌ねじ部の乾燥度、および被締付部の乾燥度を各々２水準取り、統計的手法を使った組み合わせ実験を行って、摩擦係数の差Ａ１の平均値を算出する。
この摩擦係数の差Ａ１の平均値を、油分を含んだ洗浄液Ｓ１にて洗浄した場合と油分を含まない洗浄液Ｓ２にて洗浄した場合とで算出した。
【００２３】
ホーニング加工油を含んだ洗浄液Ｓ１にて洗浄した場合の試験結果およびこの油分を含まない洗浄液Ｓ２にて洗浄した場合の試験結果を図３、図４に示す。
なお、図３は、シリンダヘッド片１の雌ねじ部１ａにボルト３の雄螺子部３ａを螺装した場合の結果を示してあり、図４は、シリンダヘッド片１をシリンダブロック片に置き換えて試験を行った場合の結果である。
また、図３のシリンダヘッド片１を用いた場合における洗浄液Ｓ１の油分含有率は１ｗｔ％であり、図４にシリンダブロック片用いた場合における洗浄液Ｓ１の油分含有率は２ｗｔ％であった。
【００２４】
シリンダヘッド片１について試験を行った図３によると、摩擦係数差Ａ１の平均と摩擦係数差Ａ２の平均とを比較すると、油分を含んだ洗浄液Ｓ１にて洗浄した場合の摩擦係数差Ａ１の平均が０．０２０であるのに対して、油分を含まない洗浄液Ｓ２にて洗浄した場合の摩擦係数差Ａ２の平均が０．０６８となっており、油分を含んだ洗浄液Ｓ１にて洗浄した場合の方が、油分を含まない洗浄液Ｓ２にて洗浄した場合に比べて、大幅に小さな値となっている。
つまり、油分を含んだ洗浄液Ｓ１にて洗浄した場合の方が摩擦係数のばらつきが小さく、安定した値を得ることができることを示している。
【００２５】
同様に、シリンダブロック片について試験を行った図４においても、油分を含んだ洗浄液Ｓ１にて洗浄した場合の摩擦係数差Ａ１の平均が０．０１８であるのに対して、油分を含まない洗浄液Ｓ２にて洗浄した場合の摩擦係数差Ａ２の平均が０．０３４となっており、油分を含んだ洗浄液Ｓ１にて洗浄した場合の方が、油分を含まない洗浄液Ｓ２にて洗浄した場合に比べて、摩擦係数のばらつきが小さくなっている。
【００２６】
以上のように、シリンダブロックやシリンダヘッドやボルト等といった締結部材の洗浄を行う、複数の洗浄工程のうちの最終洗浄工程で、界面活性剤および油分を含有する洗浄液により締結部材の洗浄を行うことで、締結部材のねじ部における摩擦係数のばらつきを小さくすることができ、一定の締結力により一定の軸力を得ることが可能となる。
また、最終洗浄工程での通常の洗浄作業を行うだけで、摩擦係数安定剤の塗布作業といった特別な作業を行うことなく摩擦係数のばらつきを抑えることができる。
さらに、洗浄液に含まれている油分は１〜３ｗｔ％程度と僅かであるので、洗浄後の締結部材に付着している洗浄液を乾燥させてしまえば、合わせ面でのシール性に悪影響を及ぼすことがない。
【００２７】
次に、最終洗浄工程においては洗浄液タンクに洗浄液を貯溜しているが、洗浄液タンク中に貯溜されている洗浄水の油分含有率を一定範囲に保持するための洗浄液精製装置について説明する。
図５に示すように、洗浄液精製装置２０は、油水分離装置２１、油分測定器２２、および摩擦係数安定剤投入装置２３を備えている。
【００２８】
洗浄液精製装置２０により洗浄液を精製する際には、まず、摩擦係数安定剤としての油分を含んだ洗浄液を、洗浄液タンク１１中から油水分離装置２１へ流入させる。
油水分離装置２１に流入した洗浄液は、該油水分離装置２１により油分が所定量だけ分離される。油分が分離された洗浄液は、油分測定器２２により残留している油分の含有率が測定され、油分測定器２２により測定された油分含有率が予め定められた規定値よりも小さかった場合には、油分投入装置２３により洗浄液タンク１１内の洗浄液へ油分を補充して、油分含有率を規定値（例えば１〜３ｗｔ％の範囲内）に調整する。
逆に、油分測定器２２により測定された油分含有率が規定値よりも大きかった場合には、油水分離装置２１により油分を再度分離して、油分測定器２２により油分含有率を測定する。
【００２９】
このように、最終洗浄工程の洗浄液の精製を所定期間毎に行うことで、洗浄液の油分含有率を一定の範囲内に維持することができ、洗浄を行った締結部材のねじ部の摩擦係数を常に安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】摩擦係数測定サンプルを示す側面断面図である。
【図２】ボルトの座面を示す底面図である。
【図３】摩擦係数測定サンプルをシリンダヘッドとした場合における、油分を含む洗浄液にて洗浄した場合の摩擦係数の差の平均値と、油分を含まない洗浄液にて洗浄した場合の摩擦係数の差の平均値とを示す図である。
【図４】摩擦係数測定サンプルをシリンダブロックとした場合における、油分を含む洗浄液にて洗浄した場合の摩擦係数の差の平均値と、油分を含まない洗浄液にて洗浄した場合の摩擦係数の差の平均値とを示す図である。
【図５】洗浄液精製装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    シリンダヘッド片
１ａ  雌ねじ部
２    クランクケース片
３    ボルト
３ａ  雄ねじ部
【図１】
2006110484.tif 000005
【図２】
2006110484.tif 000006
【図３】
2006110484.tif 000007
【図４】
2006110484.tif 000008
【図５】
2006110484.tif 000009