(57)【要約】【課題】  ねじの表面積を簡単かつ正確に得られるねじの表面積計算プログラムの提供と、ねじの表面積に基づき、めっき中の不純物濃度を正確に得ることができるめっき中の不純物濃度計算プログラムの提供。【解決手段】  本発明は、ねじの各部位の寸法データを有し、ねじの各部位の形状を指定することにより、これに該当する部位の寸法データが選択され、これらを組み合わせて当該ねじの表面積を算出する。また、算出したねじの表面積と当該ねじ表面に施された亜鉛めっき被膜の膜厚と当該亜鉛めっきの組成物質の比重とからねじの亜鉛めっき質量を算定し、この亜鉛めっき質量とめっき被膜中に含まれる不純物たる六価クロムの質量とから、亜鉛めっき被膜上に三価クロメート被膜を形成して成るめっき被膜中に含まれる六価クロムの含有濃度を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじの各部位の寸法データを有し、ねじの各部位の形状が指定されると、これに該当する部位の寸法データを選択し、これらを使って当該ねじの表面積を算出することを特徴とするねじ表面積計算プログラム。
【請求項２】
ねじの各部の寸法データを有し、ねじの各部の形状が指定されると、これに該当する部位の寸法データを選択し、これらを使って当該ねじの表面積を算出するとともに、
算出されたねじの表面積と当該ねじの表面に施されためっき被膜の膜厚と当該めっきの組成物質の比重とからねじのめっき質量を算定し、
このめっき質量と前記めっき被膜中に含まれる所定の不純物の量とから、めっき被膜中に含まれる所定の不純物の濃度を算出することを特徴とするめっき中の不純物濃度計算プログラム。
【請求項３】
めっき被膜中に含まれる所定の不純物の量は、所望本数のねじから不純物を溶出させた抽出液を試薬で反応させた結果得られる不純物の濃度に、前記抽出液の量を乗じ、これを不純物を溶出させたねじの本数で除することにより算定することを特徴とする請求項２に記載のめっき中の不純物濃度計算プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種部材の締結に用いられるねじの表面積を計算するプログラムおよび、ねじの表面積を用いてめっき中に含まれる不純物の濃度を計算する不純物濃度計算プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から各種金属部品の耐食性向上のため、部品表面に亜鉛めっきを行い、これにクロメート処理を施すことが行われている。このクロメート処理は、非特許文献１に開示されている通り、亜鉛めっき皮膜上に六価クロムを含有するクロメート被膜を生成する処理である。しかし、近年、六価クロムの有害性が指摘されるに至り、六価クロムフリーを目的としたクロメート処理技術の研究開発が盛んになっている。金属製のねじについても例外ではなく、古くから耐食性向上を目的として行われてきた六価クロメート処理に代え、三価クロムを用いた三価クロメート処理が行われるようになっている。この三価クロメート処理については、クロメート処理液の生成過程で六価クロムイオンを還元して三価クロムイオンが得らていること等の理由から、還元されずに残った六価クロムが三価クロメート処理を行った後のめっき被膜中に不純物として含有される問題が指摘されている。このため、三価クロメート処理を行っためっき被膜中の六価クロム含有量を知ることは、めっき処理部品および、その部品を使用した最終製品の品質保証上、極めて重要なこととなっている。
【０００３】
三価クロメート処理を行った後のめっき被膜中の六価クロム含有濃度測定方法としては、これまでから様々な方法が提案されているが、その一つとして、株式会社松下テクノリサーチから提案されている方法（以下、これを松下方法という）が知られている。この松下方法は、次の数１を用い、試料に施されためっき被膜中に含まれる不純物たる六価クロムの含有濃度を求める方法である。
【数１】
2006317351.tif 000003
【０００４】
【非特許文献１】斎藤優  外６名（技術分野別特許マップ作成委員会  事務局：社団法人  発明協会  研究所技術解析部）、”電気めっき技術”、［online］、第１章１．３．４亜鉛めっき、特許庁、［平成１７年５月９日検索］、インターネット＜URL：http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/map/kagaku05/1/1-3-4.htm＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記松下方法を用いる場合には、試料の亜鉛めっき質量を求める必要がある。亜鉛めっき質量とは、すなわち試料に施された亜鉛めっき被膜の質量であるが、これは、試料の亜鉛めっきが施された部位の表面積に、亜鉛めっき被膜の膜厚（平均膜厚）を乗じ、これに亜鉛めっき被膜の比重を乗じることで求めることができる。しかし、試料が上記ねじのように複雑な形状である場合、一般のユーザーレベルでは緻密な表面積計算が難しい。このため、例えばねじの頭部やねじ部を、湾曲部やねじ山のない単なる円筒形状に置き換えて表面積を算定する等の簡略手法が用いられている。このようにすると、最終的に得られる六価クロムの含有濃度が不正確となり、正確な品質管理・品質保証を行えない等の問題が発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、ねじの表面積を簡単かつ正確に得られるねじの表面積計算プログラムの提供を目的とする。また、本発明は、上記課題に鑑み、ねじの表面積計算プログラムにより求められたねじの表面積に基づき、めっき中の不純物濃度を正確に得ることができるめっき中の不純物濃度計算プログラムの提供を目的とするものでもある。これらの目的を達成するため、本発明は、ねじの各部位の寸法データを有し、ねじの各部位の形状が指定されると、これに該当する部位の寸法データを選択し、これらを使って当該ねじの表面積を算出することを特徴とする。また、本発明は、ねじの各部の寸法データを有し、ねじの各部の形状が指定されると、これに該当する部位の寸法データを選択し、これらを使って当該ねじの表面積を算出するとともに、算出されたねじの表面積と当該ねじの表面に施されためっき被膜の膜厚と当該めっきの組成物質の比重とからねじのめっき質量を算定し、このめっき質量と前記めっき被膜中に含まれる所定の不純物の質量とから、めっき中に含まれる所定の不純物の濃度を算出することを特徴とする。なお、前記めっき被膜中に含まれる所定の不純物の量は、所望本数のねじから不純物を溶出させた抽出液を試薬で反応させた結果得られる不純物の濃度に、前記抽出液の量を乗じ、これを不純物を溶出させたねじの本数で除することにより算定することが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ねじの呼び径、頭部の形状、駆動部の形状等、ねじの各部位の形状を指定するだけで、各種ねじの表面積を得ることができる。このため、ねじの表面積データが必要となる場合に、一般のユーザーレベルでも、正確なねじの表面積データを極めて容易に得ることが可能になる。この結果、ねじの表面積を用いて六価クロム含有量を求める場合は、最終的に得られる六価クロムの含有濃度等の計算結果が正確なものとなり、正確な品質管理および品質保証を行うことができる等の利点がある。また、こうした六価クロムのような有害物質の含有濃度を正確に知ることで、環境面への影響の把握と、その対策の立案が的確に行える等の利点もある。また、本発明によれば、上述のように簡単に得られたねじの表面積を用いて、めっき被膜中に含まれる六価クロム等の不純物の濃度を算定することができる。このため、ねじの表面積を簡単かつ正確に得られるだけでなく、不純物濃度を計算ミスなく正確に得ることができる等の利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１に示すように、本発明に係るめっき中の不純物濃度計算プログラム１（以下、単に不純物濃度計算プログラム１という）は、ねじの表面積計算プログラム１１（以下、単に表面積計算プログラム１１という）と、濃度計算プログラム１２と、報告書作成プログラム１３とから構成されており、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、各種メモリ等の記憶装置に記憶されるアプリケーションプログラムである。したがって、記憶装置を具備する一般的なパーソナルコンピュータ２（以下、パソコン２という）のオペレーティングシステム上で実行可能な構造となっている。
【０００９】
前記パソコン２は、図２に示すように、マザーボード等の回路基板で構成された制御装置２ａと、この制御装置２ａによって制御される演算装置２ｂ（ＣＰＵ）と、前記記憶装置２ｃと、キーボード、マウス等で構成される入力装置２ｄと、液晶モニタ、プリンタ等で構成される出力装置２ｅとを備えた周知の構成である。
【００１０】
前記表面積計算プログラム１１は、部位寸法データベース１１ａ（以下、部位寸法ＤＢ１１ａという）を有する。この部位寸法ＤＢ１１ａには、ねじの駆動部の形状、ねじの頭部の形状、ねじの呼び径、ねじに組み込まれるワッシャの形状、ねじ部の形状、ねじ部の長さ、ねじ山のピッチ、完全ねじ部の長さ、テーパ部の長さ等のねじの各部位の形状に応じた寸法値が格納されている。
【００１１】
前記ねじの各部の寸法は、日本工業規格、ＩＳＯ、ＡＮＳＩ等の国内外の国家・団体規格、あるいは製造者単位で定められる所謂社内規格等により、ねじの呼び径を基準として細かく規格化されている。上記部位形状ＤＢ１１ａには、これらの規格によって規格化されたねじの呼び径を基準とした各部の寸法値が登録されている。
【００１２】
この表面積計算プログラム１１の実行を、パソコン２の処理を中心に説明すると、次のようになる。まず、入力装置２ｄにおけるマウス（図示せず）を用いて、出力装置２ｅにおける液晶モニタ（図示せず）に表示されたアイコンがダブルクリックされて、制御装置２ａにプログラム起動指令信号が入力されると、制御装置２ａは記憶装置２ｃから表面積計算プログラム１１を読み込み、実行する。これにより、液晶モニタには図３に示す表面積計算ダイアログ３がグラフィカル・ユーザー・インターフェイス（以下、ＧＵＩという）により表示される。この表面積計算ダイアログは、形状指定エリア３１と、図形描画エリア３２と、表面積表示エリア３３とで構成される。
【００１３】
前記形状指定エリア３１には、上記部位寸法ＤＢ１１ａに登録されたねじの各部位の形状に対応するエディットボックスが設けられている。上記のねじの各部位の形状と形状指定エリア３１におけるエディットボックスとの対応関係は、次の通りである（図４参照）。
ねじの駆動部の形状：エディットボックス３１ａ
ねじの頭部の形状：エディットボックス３１ｂ
ねじの呼び径：エディットボックス３１ｃ
ねじに組み込まれるワッシャの形状：エディットボックス３１ｄ
ねじ部の形状：エディットボックス３１ｅ
ねじ部の長さ：エディットボックス３１ｆ
ねじ山のピッチ：エディットボックス３１ｇ
完全ねじ部の長さ：エディットボックス３１ｈ
テーパ部の長さ：エディットボックス３１ｉ
【００１４】
エディットボックス３１ａないし３１ｅは、リストボックスで構成されており、図５に示すように、複数の形状名または寸法値で成る選択値が予め設定されている。したがって、ここを入力装置で操作することにより、選択値の中から所望の形状名または寸法値を指定することができる。ここで各部位毎の形状名を選択すると、選択された形状名に対応する形状の寸法値が、前記部位寸法ＤＢ１１ａから選択される。また、ねじ部の長さのエディットボックス３１ｆは、任意の値を入力できるようになっている。ここに入力された長さ寸法値は、演算装置で部位寸法ＤＢ１１ａにおけるねじ部の長さの寸法値と比較され、この結果、入力された長さに最も近い規格寸法値が、部位寸法ＤＢ１１ａから選択され、演算装置２ｂにおけるレジスタやキャッシュ、あるいは前記記憶装置２ｃに記憶される。
【００１５】
制御装置２ａは、前述のように部位寸法ＤＢ１１ａから選択して記憶されたねじ各部位の寸法値と、これらから演算装置２ｃにより演算された各部の結合座標情報とを含んだ図形描画指令を液晶モニタに与える。これにより、表面積計算ダイアログ３の図形描画エリア３３には、ねじの正面図と側面図とが描画表示される（図３参照）。このねじの描画処理において用いられる結合座標情報とは、例えば駆動部と頭部との位置関係、頭部とねじ部との位置関係等、各部同士の位置関係を規定するための情報であり、この結合座標情報に従って描画処理が行われることにより、ねじの各部位の寸法値から得られる各部の形状を正確に結合させた図形を表示することができる。このように、図形描画エリア３３に形状指定エリア３１で指定されたねじの形状を描画表示することにより、形状指定エリア３１で指定した形状名に対する実際の形状を確認することができ、ねじの各部位の形状名の覚え間違い等により、誤った形状を指定してしまうことを防止することができる。
【００１６】
また、演算装置２ｂは、前述のように部位寸法ＤＢ１１ａから選択したねじ各部位の寸法値から、当該ねじの表面積を演算する。このねじの表面積は、各部位の形状毎の表面積を求めて合算し、ここから各部位の接合部分や欠如部分等、具体的に例を挙げると、頭部とねじ部との接合部分や、頭部上に占める駆動部（例えば十字穴）の領域部分等、の総面積を差し引くことにより求める。なお、各部位の表面積算定については、予め各部位の形状毎に定められた計算式が用いられる。このようにして求められた所望ねじの表面積は、表面積表示エリア３２に表示される。
【００１７】
表面積計算ダイアログ３のメニューバー３４には、「ツール」メニュー３４ａが設けてあり、この中の「濃度計算」メニュー（図示せず）がマウスでクリックされると、制御装置２ａは、濃度計算プログラム１２を実行する。これにより、液晶モニタには、新たに図６に示す濃度計算ダイアログ４がＧＵＩにより表示される。この濃度計算ダイアログ４は、亜鉛めっきを行った後に三価クロメート処理を施すことにより、亜鉛めっき被膜表面に三価クロメート被膜を形成した（以下、この亜鉛めっき被膜と三価クロメート被膜とから成る被膜を「めっき被膜」という）ねじの、当該めっき被膜中に含まれる不純物たる六価クロムの含有濃度を算定するためのものである。本実施形態では、六価クロムの含有濃度を算定するための方法として、上記松下方法を採用している。この松下方法は、上述の数１の通り、試料となるねじからの不純物の量たる六価クロムの溶出量を求め、これを、そのねじの亜鉛めっき質量で除することにより、当該ねじの三価クロメート被膜中に含まれる六価クロムの含有濃度を得るものである。
【００１８】
前記松下方法における六価クロム溶出量は、次の手順で算定する。
（１）亜鉛めっきを行った後、三価クロメート処理を施すことにより、表面にめっき被膜を形成したねじを７０℃ないし１００℃の所定量の抽出液に所定時間浸す。抽出液としては、温水を用いる。
（２）抽出液からねじを取り出し、分析器具を用いて、抽出液中に含まれる六価クロムの濃度を調べる。分析器具としては、株式会社共立理化学研究所製の水質分析器具：パックテスト（登録商標）の型式KR-Cr6+を用いるとよい。また、株式会社島津製作所製の分光光度計ＵＶｍｉｎｉ（登録商標）−１２４０と、これで水質測定を行うための専用試薬セットである水質測定プログラムパックとを用いてもよい。
（３）以下の数２により、ねじ１本当たりの六価クロム溶出量を求める。
【数２】
2006317351.tif 000004
また、ねじの亜鉛めっき質量は、次の数３により算定する。
【数３】
2006317351.tif 000005
【００１９】
前記濃度計算ダイアログ４には、前記六価クロム溶出量および亜鉛めっき質量を算定し、これらから六価クロム含有濃度を求めるために必要な、測定値、測定本数、表面積、抽出水量、Ｃｒ６＋管理基準、めっき厚、めっき比重、めっき質量、総溶出量、溶出量、をそれぞれ設定するためのエディットボックスまたはテキストボックスが備えられている。これらエディットボックスまたはテキストボックスと図６中の符号との対応関係は次のとおりである。
測定値：エディットボックス４１ａ
測定本数：エディットボックス４１ｂ
表面積：エディットボックス４１ｃ
抽出液量：エディットボックス４１ｄ
Ｃｒ６＋管理基準：エディットボックス４１ｅ
めっき厚：エディットボックス４１ｆ
めっき比重：エディットボックス４１ｇ
めっき質量：テキストボックス４１ｈ
総溶出量：テキストボックス４１ｉ
溶出量：テキストボックス４１ｊ
【００２０】
前記測定本数、表面積、抽出液量、Ｃｒ６＋管理基準、めっき厚、めっき比重の各エディットボックス４１ｂ〜４１ｇの傍らには、これらに対応してチェックボックス４４ｂ〜４４ｇがそれぞれ設けてあり、これらのチェックボックスをチェックすることで、対応するエディットボックスの値の変更が可能になる。濃度計算ダイアログ４のデフォルトは、表面積、Ｃｒ６＋管理基準、めっき厚、めっき比重のエディットボックス４１ｃ，４１ｅ，４１ｆ，４１ｇに対応するチェックボックス４４ｃ，４４ｅ，４４ｆ，４４ｇがチェックされていない状態にあり、表面積のエディットボックス４１ｃには、前記表面積計算ダイアログ３において算定されたねじの表面積の値が、また、その他のエディットボックス４１ｂ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ，４１ｇには、プログラムに標準設定された値がそれぞれ自動的に入力される。また、めっき質量、総溶出量、溶出量のテキストボックス４１ｈ〜４１ｊは、自動計算値の表示用であり、前記溶出量のボックス４１ｊには、数２により求められたねじ１本当たりの六価クロムの溶出量が、また、めっき質量のボックス４１ｈには、数３により求められたねじ１本当たりの亜鉛めっき質量がそれぞれ自動的に設定される。
【００２１】
濃度計算ダイアログ４の下部には、濃度表示エリア４２が設定されるとともに、計算、報告書作成、終了の各コマンドボタン４３ａ〜４３ｃが配置されている。上記エディットボックス４１ａ〜４１ｇに値を入力し、計算ボタン４３ａをマウスでクリックすると、演算装置２ｂは、これらの値と数１とからねじの三価クロメート被膜中の六価クロム含有濃度を演算する。そして、その結果は、制御装置２ａから液晶モニタに送られ、これにより濃度表示エリア４２には、図７に示すように、算定された六価クロム含有濃度が表示される。なお、この六価クロム含有濃度は、Ｃｒ６＋管理基準エディットボックス４１ｅの値より大きい場合は、警告を示す意図で赤色表示され、小さい場合は、緑色表示される。
【００２２】
また、前記報告書作成ボタン４３ｂをマウスでクリックすると、制御装置２ａは記憶装置２ｃから報告書作成プログラム１３を読み込んで実行する。これにより、液晶モニタには、図８に示す報告書ツールダイアログ５がＧＵＩにより表示される。この報告書ツールダイアログ５には、宛先、発行No、ユーザ品番、測定方法、測定試薬、測定機器、発行者の各エディットボックスが設けられている。
これらエディットボックスと図８中の符号との対応関係は次のとおりである。
宛先：エディットボックス５１ａ
発行No：エディットボックス５１ｂ
ユーザ品番：エディットボックス５１ｃ
測定方法：エディットボックス５１ｄ
測定試薬：エディットボックス５１ｅ
測定機器：エディットボックス５１ｆ
発行者：エディットボックス５１ｇ
【００２３】
必要なエディットボックスに情報を入力し、メニューバーの印刷を選択すれば、エディットボックスに入力された項目、濃度計算ダイアログで計算された六価クロム含有濃度および、これを算出するために用いられた各種値・条件（ねじの各部位の種類や寸法等）が所定の報告書様式にレイアウトされ、出力装置２ｅにおけるプリンタにより印刷される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るめっき中の不純物濃度計算プログラムのブロック説明図。
【図２】本発明に係るめっき中の不純物濃度計算プログラムを実行するパソコンのブロック説明図。
【図３】本発明に係るめっき中の不純物濃度計算プログラムの実行状態説明図。
【図４】本発明に係るめっき中の不純物濃度計算プログラムの実行状態説明図。
【図５】本発明に係るめっき中の不純物濃度計算プログラムの実行状態説明図。
【図６】本発明に係るめっき中の不純物濃度計算プログラムの実行状態説明図。
【図７】本発明に係るめっき中の不純物濃度計算プログラムの実行状態説明図。
【図８】本発明に係るめっき中の不純物濃度計算プログラムの実行状態説明図。
【符号の説明】
【００２５】
１  めっき中の不純物濃度計算プログラム
１１  ねじの表面積計算プログラム
１１ａ  部位寸法データベース
１２  濃度計算プログラム
１３  報告書作成プログラム
２  パーソナルコンピュータ
３  表面積計算ダイアログ
３１  形状指定エリア
３２  表面積表示エリア
３３  図形描画エリア
４  濃度計算ダイアログ
４２  濃度表示エリア
５  報告書ツールダイアログ
【図１】
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【図２】
2006317351.tif 000007
【図３】
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【図４】
2006317351.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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