(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を狭くする狭小空間部と、前記狭小空間部より前記流路を広くする大空間部とを含むウォータジャケットが内部に形成され、前記ウォータジャケットに連通する複数の孔部が設けられたシリンダヘッドを洗浄するシリンダヘッド洗浄方法において、
前記複数の孔部のうち選択した孔部から前記ウォータジャケット内に洗浄ノズルを挿入し、前記洗浄ノズルから前記狭小空間部へ向けて前記洗浄液を噴出し、前記狭小空間部から前記大空間部へ流れた洗浄液を、前記大空間部に連通する前記孔部から前記シリンダヘッドの外部へ排出すること、
前記大空間部を挟んで前記洗浄液を対向させるように前記孔部を選択すること、
を特徴とするシリンダヘッド洗浄方法。
【請求項２】
請求項１に記載するシリンダヘッド洗浄方法において、
前記シリンダヘッドは、スパークプラグを取り付ける複数のスパークプラグ孔と、前記複数のスパークプラグ孔に対応して設けた複数の燃焼室にそれぞれ連通して吸気を行うインテークポートと、前記複数の燃焼室に連通して排気を行うエキゾーストポートとを備え、
前記狭小空間部は、前記スパークプラグ孔の孔壁と前記インテークポートの壁或いは前記エキゾーストポートの壁との間に形成された空間であり、
前記大空間部は、前記スパークプラグ孔の孔壁間に形成された空間であることを特徴とするシリンダヘッド洗浄方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載するシリンダヘッド洗浄方法において、
前記洗浄ノズルは、前記ウォータジャケット内で回転することを特徴とするシリンダヘッド洗浄方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載するシリンダヘッド洗浄方法において、
前記選択した孔部に前記洗浄ノズルを挿入して洗浄を実施した後、選択しなかった前記孔部に前記洗浄ノズルを挿入して洗浄を実施することを特徴とするシリンダヘッド洗浄方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載するシリンダヘッド洗浄方法において、
前記大空間部に連通する孔部の一つを前記洗浄液の排出孔部とした場合に、前記排出孔部の両側に設けた孔部を前記洗浄ノズルを挿入する孔部として選択することを特徴とするシリンダヘッド洗浄方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載するシリンダヘッド洗浄方法において、
前記シリンダヘッドを洗浄する際に下面となる面に設けた孔部から前記ウォータジャケットに前記洗浄液を供給することを特徴とするシリンダヘッド洗浄方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載するシリンダヘッド洗浄方法において、
前記洗浄ノズルが貫通される第１流路と、前記第１流路から分岐して前記シリンダヘッドの側面側に開口する第２流路とを備える洗浄液排出部材を、前記シリンダヘッドの上面に開口する孔部に前記第１流路を連通させるように前記シリンダヘッドの上面に配置し、前記選択した孔部に対応する前記洗浄ノズルを前記第１流路から前記ウォータジャケット内に突出させた第１停止位置で停止させ、前記選択した孔部以外の孔部に対応する前記洗浄ノズルを前記第２流路が前記第１流路から分岐する第２停止位置で停止させることを特徴とするシリンダヘッド洗浄方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載するシリンダヘッド洗浄方法において、
前記複数の孔部のうち前記シリンダヘッドの側面に開口する孔部に近接する洗浄ノズルを揺動させることにより、前記狭小空間部へ向けて前記洗浄液を噴出し、前記狭小空間部から前記大空間部へ流れた洗浄液を、前記大空間部に連通する前記孔部から前記シリンダヘッドの外部へ排出する
ことを特徴とするシリンダヘッド洗浄方法。
【請求項９】
流路を狭くする狭小空間部と、前記狭小空間部より前記流路を広くする大空間部とを含むウォータジャケットが内部に形成され、前記ウォータジャケットに連通する複数の孔部が設けられたシリンダヘッドを洗浄するシリンダヘッド洗浄装置において、
前記シリンダヘッドを位置決め保持する載置台と、
前記載置台の上方に、前記載置台に保持される前記シリンダヘッドの上面に開口する前記孔部のうち前記大空間部を挟んで洗浄液を対向させるように前記孔部に対応して配置される第１洗浄ノズルと、
前記第１洗浄ノズルを前記載置台に対して上下垂直方向に直線往復運動させる駆動手段と、を有すること、
前記第１洗浄ノズルから前記狭小空間部へ向けて前記洗浄液を噴出し、前記狭小空間部から前記大空間部へ流れた洗浄液を、前記大空間部に連通する前記孔部から前記シリンダヘッドの外部へ排出すること、
を特徴とするシリンダヘッド洗浄装置。
【請求項１０】
請求項９に記載するシリンダヘッド洗浄装置において、
前記駆動手段は、前記洗浄液を噴出する前記第１洗浄ノズルを回転させるものであることを特徴とするシリンダヘッド洗浄装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載するシリンダヘッド洗浄装置において、
前記載置台に保持される前記シリンダヘッドの下面に開口する前記孔部に前記洗浄液を供給する第２洗浄ノズルを有する
ことを特徴とするシリンダヘッド洗浄装置。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１の何れか一つに記載するシリンダヘッド洗浄装置において、
前記シリンダヘッドの上面に配置され、前記第１洗浄ノズルが貫通する第１流路と、前記第１流路から分岐して側方に開口する第２流路とを有する洗浄液排出部材を有し、
前記駆動手段は、前記第１洗浄ノズルを前記第１流路から前記ウォータジャケット内に突出させる第１停止位置と、前記第２流路が前記第１流路から分岐する第２停止位置とで停止させるものである
ことを特徴とするシリンダヘッド洗浄装置。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１２の何れか１つに記載するシリンダヘッド洗浄装置において、
前記シリンダヘッドの側面に開口する前記孔部に近接可能に設けられた第３洗浄ノズルと、
前記第３洗浄ノズルを揺動させる揺動装置と、
を有することを特徴とするシリンダヘッド洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダヘッド内のウォータジャケットを洗浄するシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンには、重量の軽減や冷却性能の構造その他の目的で、アルミニウム合金製のシリンダヘッドや、シリンダブロックが広く採用されている。このうち、シリンダヘッドは、その内部に、吸気バルブが取り付けられる吸気ポートや、排気バルブが取り付けられる排気ポート、スパークプラグが取り付けられるスパークプラグ孔、燃料を爆発させる燃料室の一部、冷却水を流通させるウォータジャケット等を備える複雑な構造をなす。シリンダヘッドは、通常、吸気ポートや排気ポート、ウォータジャケットなどを一体成形するために、多数の砂中子を用いて鋳造によって形成される。このため、シリンダヘッドには、鋳型から取り出された後、中子を砕いて除去するために、砂抜き穴が設けられている。中子が除去されたシリンダヘッドは、ドリル等でボルト孔を開設されたり、ポートの表面を研磨するなど、機械加工が施される。中子の砂や機械加工で発生した切削屑などの異物がシリンダヘッドの内部に残っていると、エンジンの製品品質を低下させる恐れがある。そこで、従来より、加工済みシリンダヘッドは異物除去のために洗浄されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シリンダヘッドをクランプで把持して回転させ、シリンダヘッドの周りに配置した洗浄ノズルからシリンダヘッドに向けて洗浄液を吐出することにより、シリンダヘッドを洗浄する技術が開示されている。特許文献１記載のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、洗浄ノズルをシリンダヘッドに対して近づけたり遠退かせたりするように設け、洗浄ノズルとシリンダヘッドとの距離を常に一定に維持するので、各洗浄ノズルから噴射する洗浄液がシリンダヘッドの全ての洗浄面に効果的に作用し、より優れた洗浄効果を得ることができる。
【０００４】
ところが、特許文献１記載のシリンダヘッド洗浄方法は、回転するシリンダヘッドの外側から洗浄液を噴出する。そのため、ウォータジャケット内に浸入する洗浄液は、流速が０．５ｍ／ｓと小さい上に、流量も少なく、ウォータジャケット内に流れを形成することができなかった。洗浄されたシリンダヘッドは、通常、人がミクロスコープなどでシリンダヘッド内部に残存する異物の有無を確認する目視検査が行われ、発見された異物が１個ずつ手作業で取り除かれる。特許文献１記載のシリンダヘッド洗浄方法で洗浄されたシリンダヘッドは、１個のシリンダヘッドから発見される異物のうち、約８０％がウォータジャケット内から発見されていた。よって、特許文献１記載のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置では、ウォータジャケットを十分に洗浄できていなかった。
【０００５】
これに対して、特許文献２及び特許文献３では、異物が残存しやすいウォータジャケット内を洗浄する技術を提案している。
【０００６】
特許文献２記載のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、図２４の（ａ）〜（ｃ）に示す第１〜第３洗浄工程のように、シリンダヘッド１０１の内部に形成したウォータジャケット１０２の凹部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに連通する孔部１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅに圧縮空気を送った状態で、ウォータジャケット１０２に連通する孔部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｆに洗浄ノズル１０４，１０５，１０６を順番に切り替えて密着させ、密着した洗浄ノズル１０４，１０５，１０６から洗浄液Ｗを噴出する。これにより、ウォータジャケット１０２の凹部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの近傍には、異なる流れが形成され、凹部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに残存する異物が洗浄液Ｗと共にシリンダヘッド１０１の外部へ排出され、除去される。
【０００７】
また、特許文献３記載のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、図２５に示すように、移動手段２０９によって、洗浄槽２０１に設けた複数のノズル２０４，２０５，２０６，２０７，２０８とシールパッド２１３を、シリンダヘッド２１０に開設した複数の孔部２１０ｂ〜２１０ｊのうち、選択した孔部２１０ｂ〜２１０ｇに密着させる。そして、洗浄液処理装置２０２においてフィルタ２１２で濾過された洗浄液Ｗを、洗浄液供給ポンプ２０３から各ノズル２０４〜２０８へ送り、孔部２１０ｂ〜２１０ｇへ高圧で噴出する。洗浄液Ｗは、ウォータジャケット２１０ａ内で乱流を生じながら流れを形成し、ウォータジャケット２１０ａ内を洗浄する。ウォータジャケット２１０ａに残存する異物は、洗浄液Ｗの流れに巻き込まれ、孔部２１０ｈ，２１０ｉ，２１０ｊから洗浄液Ｗと共に洗浄槽２０１に排出される。
【０００８】
【特許文献１】特許第２５８９６３７号公報
【特許文献２】特開昭６１−１５３１８７号公報
【特許文献３】特開２００７−１９２０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２及び特許文献３記載のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、洗浄ノズル１０４〜１０６，２０４〜２０８から噴出した洗浄液が、ウォータジャケット１０２，２１０ａの流路が狭くなる部分（以下「狭小空間部」という。）に到達する前に流速や流体圧を低下させ、狭小空間部に引っ掛かった異物を除去することができなかった。具体的に説明すると以下の通りである。
【００１０】
ウォータジャケット１０２，２１０ａは、例えば、スパークプラグ孔の孔壁とインテークポートの壁との間で形成される流路幅が４．６７ｍｍ程度、スパークプラグ孔の孔壁とエキゾーストポートの壁との間で形成される流路幅が３．５０ｍｍ程度となり、流路が狭くなる狭小空間部を多数備える。砕いた中子には、上記流路幅３．５０ｍｍより大きいものがある。また、切削屑には、カールや三日月型などをしているものが多い。そのため、ウォータジャケット１０２，２１０ａの狭小空間部には、砕いた中子や切削屑などの異物が引っ掛かかりやすく、取れにくい。
【００１１】
これに対して、特許文献２記載のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、図２４（ｂ）、（ｃ）に示すように、シリンダヘッド１０１の上面に開口する孔部１０３ａ，１０３ｂに洗浄ノズル１０４〜１０６をそれぞれ密着させて、洗浄液Ｗをウォータジャケット１０２の下面側に向かって噴出する。洗浄ノズル１０４〜１０６から噴出された洗浄液Ｗは、ウォータジャケット１０２の下壁にぶつかってエネルギーを大きく減衰させてから、孔部１０３ｆ，１０３ｇ側に流れる。また、特許文献２記載のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、図２４（ａ），（ｃ）に示すように、シリンダヘッド１０１の側面に開口する孔部１０３ｆに洗浄ノズル１０６を密着させて洗浄液Ｗを噴出する場合にも、洗浄液Ｗが最初にウォータジャケット１０２の内壁にぶつかってエネルギーを大きく減衰させてから、孔部１０３ｆから離れた孔部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｆへ流れる。このため、特許文献２記載のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、洗浄液が狭小空間部に到達する前にエネルギーを減衰して流速や流体圧を低下させ、狭小空間部に引っ掛かった異物を押し流して除去することができなかった。
【００１２】
また、特許文献３記載のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、シリンダヘッド２０１の上面と側面に開口する孔部２１０ｂ，２１０ｄ〜２１０ｇに洗浄ノズル２０４〜２０８を密着させ、洗浄液Ｗを噴出する。この場合にも、洗浄液は、噴出直後にウォータジャケット２１０ａの内壁にぶつかってエネルギーを減衰させ、狭小空間部に到達するころには、流速や流体圧が噴出時より著しく低下させるため、狭小空間部に引っ掛かった異物を押し流して除去することができなかった。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、異物の除去率を向上させることができるシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄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】
【００１４】
本発明に係るシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、次のような構成を有している。
（１）流路を狭くする狭小空間部と、前記狭小空間部より前記流路を広くする大空間部とを含むウォータジャケットが内部に形成され、前記ウォータジャケットに連通する複数の孔部が設けられたシリンダヘッドを洗浄するシリンダヘッド洗浄方法において、前記複数の孔部のうち選択した孔部から前記ウォータジャケット内に洗浄ノズルを挿入し、前記洗浄ノズルから前記狭小空間部へ向けて前記洗浄液を噴出し、前記狭小空間部から前記大空間部へ流れた洗浄液を、前記大空間部に連通する前記孔部から前記シリンダヘッドの外部へ排出する。
【００１５】
（２）（１）に記載の発明において、前記大空間部を挟んで前記洗浄液を対向させるように前記孔部を選択する。
【００１６】
（３）（１）又は（２）に記載の発明において、前記シリンダヘッドは、スパークプラグを取り付ける複数のスパークプラグ孔と、前記複数のスパークプラグ孔に対応して設けた複数の燃焼室にそれぞれ連通して吸気を行うインテークポートと、前記複数の燃焼室に連通して排気を行うエキゾーストポートとを備え、前記狭小空間部は、前記スパークプラグ孔の孔壁と前記インテークポートの壁或いは前記エキゾーストポートの壁との間に形成された空間であり、前記大空間部は、前記スパークプラグ孔の孔壁間に形成された空間である。
【００１７】
（４）（１）乃至（３）の何れか一つに記載の発明において、前記洗浄ノズルは、前記ウォータジャケット内で回転する。
【００１８】
（５）（１）乃至（４）の何れか一つに記載の発明において、前記選択した孔部に前記洗浄ノズルを挿入して洗浄を実施した後、選択しなかった前記孔部に前記洗浄ノズルを挿入して洗浄を実施する。
【００１９】
（６）（１）乃至（５）の何れか一つに記載の発明において、前記大空間部に連通する孔部の一つを前記洗浄液の排出孔部とした場合に、前記排出孔部の両側に設けた孔部を前記洗浄ノズルを挿入する孔部として選択する。
【００２０】
（７）（１）乃至（６）の何れか一つに記載の発明において、前記シリンダヘッドを洗浄する際に下面となる面に設けた孔部から前記ウォータジャケットに前記洗浄液を供給することを特徴とする。
【００２１】
（８）請求項１乃至請求項７の何れか一つに記載するシリンダヘッド洗浄方法において、前記洗浄ノズルが貫通される第１流路と、前記第１流路から分岐して前記シリンダヘッドの側面側に開口する第２流路とを備える洗浄液排出部材を、前記シリンダヘッドの上面に開口する孔部に前記第１流路を連通させるように前記シリンダヘッドの上面に配置し、前記選択した孔部に対応する前記洗浄ノズルを前記第１流路から前記ウォータジャケット内に突出させた第１停止位置で停止させ、前記選択した孔部以外の孔部に対応する前記洗浄ノズルを前記第２流路が前記第１流路から分岐する第２停止位置で停止させる。
【００２２】
（９）（１）乃至（８）の何れか１つに記載の発明において、前記複数の孔部のうち前記シリンダヘッドの側面に開口する孔部に近接する洗浄ノズルを揺動させることにより、前記狭小空間部へ向けて前記洗浄液を噴出し、前記狭小空間部から前記大空間部へ流れた洗浄液を、前記大空間部に連通する前記孔部から前記シリンダヘッドの外部へ排出する。
【００２３】
（１０）流路を狭くする狭小空間部と、前記狭小空間部より前記流路を広くする大空間部とを含むウォータジャケットが内部に形成され、前記ウォータジャケットに連通する複数の孔部が設けられたシリンダヘッドを洗浄するシリンダヘッド洗浄装置において、前記シリンダヘッドを位置決め保持する載置台と、前記載置台の上方に、前記載置台に保持される前記シリンダヘッドの上面に開口する前記孔部に対応して配置される第１洗浄ノズルと、前記第１洗浄ノズルを前記載置台に対して上下垂直方向に直線往復運動させる駆動手段と、を有する。
【００２４】
（１１）（１０）に記載の発明において、前記駆動手段は、前記洗浄液を噴出する前記第１洗浄ノズルを回転させるものである。
【００２５】
（１２）（１０）又は（１１）に記載の発明において、前記載置台に保持される前記シリンダヘッドの下面に開口する前記孔部に前記洗浄液を供給する第２洗浄ノズルを有する。
【００２６】
（１３）（１０）乃至（１２）の何れか一つに記載の発明において、前記シリンダヘッドの上面に配置され、前記第１洗浄ノズルが貫通する第１流路と、前記第１流路から分岐して側方に開口する第２流路とを有する洗浄液排出部材を有し、前記駆動手段は、前記第１洗浄ノズルを前記第１流路から前記ウォータジャケット内に突出させる第１停止位置と、前記第２流路が前記第１流路から分岐する第２停止位置とで停止させるものである。
【００２７】
（１４）（１０）乃至（１３）の何れか１つに記載の発明において、前記シリンダヘッドの側面に開口する前記孔部に近接可能に設けられた第３洗浄ノズルと、前記第３洗浄ノズルを揺動させる揺動装置と、を有する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、シリンダヘッドの複数の孔部のうち選択した孔部に洗浄ノズル（第１洗浄ノズル）を挿入又は近接させ、ウォータジャケットの狭小空間部に引っ掛かった異物に向けて洗浄液を直接噴出する。洗浄液は、洗浄ノズルから噴射された際の初速や流量、流体圧などを維持したまま異物に当たり、異物を狭小空間部から大空間部へ押し流す。大空間部へ流れた異物は、洗浄液とともに大空間部に連通する孔部からシリンダヘッドの外部へ排出され、除去される。このように、本発明のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置によれば、ウォータジャケットの狭小空間部に引っ掛かった異物でも十分に除去することが可能なので、異物の除去率を向上させることができる。
【００２９】
これによって、人が、本発明のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置で洗浄したシリンダヘッドの内部を目視検査したときに異物の発見率が減少し、手作業で異物を除去する手間が大幅に軽減する。
【００３０】
本発明のシリンダヘッド洗浄方法は、大空間部を挟んで洗浄液を対向させるように選択した孔部に洗浄ノズルを挿入又は近接させ、洗浄ノズルから噴出した洗浄液を大空間部で合流させて大空間部に連通する孔部から排出するので、異物を別の狭小空間部に再侵入させることなく、シリンダヘッドの外部へ排出することができる。
【００３１】
本発明のシリンダヘッド洗浄方法は、スパークプラグ孔の孔壁とインテークポートの壁或いはエキゾーストポートの壁との間に形成された狭小空間部から、スパークプラグ孔の孔壁間に形成された大空間部へ向けて洗浄液を噴出するので、狭小空間部と大空間部とが短距離で連通しており、異物を他の狭小空間部に再侵入させることなく除去することができる。
【００３２】
本発明のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、選択した孔部に挿入又は近接させた洗浄ノズルを回転或いは揺動させて洗浄を行うので、１個の孔部から複数の狭小空間部を狙って洗浄液を噴出して洗浄することができ、洗浄効率が良い。
【００３３】
本発明のシリンダヘッド洗浄方法は、選択した孔部に洗浄ノズルを挿入してウォータジャケットの洗浄を実施し、所定の洗浄空間から異物を除去した後、選択しなかった孔部に洗浄ノズルを挿入してウォータジャケットの洗浄を実施し、別の洗浄空間から異物を除去する。このように、本発明のシリンダヘッド洗浄方法は、ウォータジャケットを複数の洗浄空間に分けて間欠的に洗浄し、ウォータジャケット内を満遍なく洗浄するので、ある狭小空間部から取り除いた異物が他の狭小空間部に引っ掛かってウォータジャケット内に残ることを防止できる。
【００３４】
本発明のシリンダヘッド洗浄方法は、大空間部に連通する孔部の一つを洗浄液の排出孔部とした場合に、その排出孔部の両側に設けた孔部を洗浄ノズルを挿入する孔部として選択するので、洗浄ノズルから噴出した洗浄液が大空間部で対向してぶつかり合い、排出孔部からシリンダヘッドの外部へ流れやすい。
【００３５】
本発明のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、シリンダヘッドを洗浄する際に下面となる面に設けた孔部に洗浄液を供給し、ウォータジャケットを水中と疑似状態にする。これにより、ウォータジャケットに残存する異物に浮力が作用し、狭小空間部などから異物を取り除きやすくなる。また、洗浄ノズルから噴出された洗浄液は、ウォータジャケット内を水浸させない気中状態と比べて、狭小空間部から大空間部へ流れる間にエネルギーを減衰させにくい。このような本発明のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置によれば、洗浄液が噴出後から狭小空間部を通過して大空間部に到達するまでの間に流速や流体圧が減少しにくく、異物を狭小空間部から大空間部へ押し流して除去しやすいので、異物の除去率をより一層向上させることができる。
【００３６】
本発明のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置は、シリンダヘッドの洗浄時にシリンダヘッドの上面に開口する孔部に洗浄液排出部材の第１流路を接続し、第１洗浄ノズルを第１流路に挿入する。そして、選択した孔部に対応する第１洗浄ノズルをウォータジャケット内に挿入して第１停止位置で停止させる一方、選択しなかった孔部に対応する第１洗浄ノズルを第２流路が第１流路から分岐する第２停止位置で停止させる。それから、選択した孔部に挿入した第１洗浄ノズルから洗浄液を噴出する。選択されなかった孔部に連通する第１流路は、上方開口部が第１洗浄ノズルに塞がれている。そのため、洗浄液は、選択されたかった孔部に接続する第１流路から第２流路を流れて、シリンダヘッドの側面側に流出する。よって、本発明のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置によれば、シリンダヘッドの外部に除去した異物がシリンダヘッド内に再侵入することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に、本発明に係るシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００３８】
＜シリンダヘッドの概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に係り、シリンダヘッド１のシリンダカバー（図示せず）に接触する面（上面）１Ａ側から見た上面図である。図２は、図１に示すシリンダヘッド１のシリンダボディ（図示せず）に接触する面（下面）１Ｂ側から見た下面図である。図３は、図１に示すシリンダヘッドを図１に示す矢印Ａ方向から見た側面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ断面図である。図５は、図４のＣ−Ｃ断面図である。
【００３９】
図１〜図５に示すシリンダヘッド１は、４気筒エンジンに使用されるものである。シリンダヘッド１は、アルミ合金を材質とし、複数の燃焼室７Ａに連通するように形成された部品の取付孔２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ…や、冷却水が流れるウォータジャケット１５などを備える複雑な形状をなす。
【００４０】
図２に示すように、シリンダヘッド１は、シリンダブロック（図示せず）に接触する下面１Ｂに、エンジンの気筒数に対応して４個の燃焼室７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが形成されている。図１及び図２、図４、図５に示すように、シリンダヘッド１は、各燃焼室７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄに対応して、スパークプラグ（図示せず）を取り付けるためのスパークプラグ孔２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄが、上面１Ａから下面１Ｂに貫通して設けられている。そして、シリンダヘッド１は、各スパークプラグ孔２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの周りに、吸気バルブを取り付けるための一対の吸気ポート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄと、排気バルブを取り付けるための一対の排気ポート５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄが、上面１Ａから下面１Ｂに貫通して設けられている。図２に示すように、シリンダヘッド１の下面１Ｂには、位置決め孔９，９が対角位置に設けられている。
【００４１】
図４に示すように、一対の吸気ポート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄは、インテークマニホールド（図示せず）に接続されるインテークポート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄに連通している。また、一対の排気ポート５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、エキゾーストマニホールド（図示せず）に接続されるエキゾーストポート１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに連通している。
【００４２】
図４及び図５に示すように、シリンダヘッド１の内部（上面１Ａと下面１Ｂとの間）には、スパークプラグ孔２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの孔壁やインテークポート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄの壁、エキゾーストポート１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの壁の間に、ウォータジャケット１５が形成されている。ウォータジャケット１５は、シリンダヘッド１の右側面１Ｃに開口するウォータジャケット口１３（「孔部」の一例）と、シリンダヘッド１の左側面１Ｄに開口する冷却水出力口１４に連通している。図２に示すように、シリンダヘッド１の下面には、エンジン組立時に、シリンダブロック（図示せず）に形成したウォータジャケット（図示せず）に接続されて連通する冷却水連通路１２Ａ〜１２Ｒ（「孔部」の一例）が開口している。
【００４３】
図５に示すように、ウォータジャケット１５は、スパークプラグ孔２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの孔壁とインテークポート８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄの壁との間に形成される流路の幅が４．６７ｍｍ、スパークプラグ孔２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの孔壁とエキゾーストポート１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの壁との間に形成される流路の幅が３．５０ｍｍと狭くなっており、流路が狭い複数の狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ２，ＺＡ３，ＺＡ４，ＺＢ１，ＺＢ２，ＺＢ３，ＺＢ４，ＺＣ１，ＺＣ２，ＺＣ３，ＺＣ４，ＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３，ＺＤ４が設けられている。狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ２…には、それらの狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ２，ＺＡ３…より流路幅を広くする大空間部ＹＡ，ＹＢ，ＹＣ，ＹＤ，ＹＥがそれぞれ連通している。大空間部ＹＡ，ＹＢ，ＹＣ…には、冷却水連通路１２Ａ〜１２Ｒがそれぞれ連通している。また、大空間部ＹＢ，ＹＣ，ＹＤには、砂抜き孔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ（図１参照）が連通している。
【００４４】
図１〜図５に示すシリンダヘッド１は、複数の砂中子を用いた鋳造や機械加工などによって、ウォータジャケット１５やスパークプラグ孔２Ａ…、吸気ポート３Ａ，４Ａ…、排気ポート５Ａ，６Ａ…、ウォータジャケット口１３、冷却水出力口１４、冷却水連通路１２Ａ〜１２Ｒなどが形成されている。ウォータジャケット１５を形成するための砂中子は、鋳造後に砕かれて、砂抜き孔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ（「孔部」の一例）等から除去される。本実施形態では、シリンダヘッド１は、下面１Ｂに設けた冷却水連通路１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆのほぼ真上（同軸上）に砂抜き孔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが設けられている。
【００４５】
＜シリンダヘッド洗浄装置＞
図６は、図１に示すシリンダヘッド１を洗浄するシリンダヘッド洗浄装置２０の概略構成図である。図７は、図６のＤ−Ｄ断面図である。図１０及び図１１は、図１に示すシリンダヘッド１と図６に示す第１〜第３洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，３２Ａ〜３２Ｆ，３４Ａ，３４Ｂとの位置関係を示す図である。尚、図１０のＰは、狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ２…に引っ掛かった異物を示す。
【００４６】
図６及び図７に示すように、シリンダヘッド洗浄装置２０は、外枠２１が下段枠２１Ａと上段枠２１Ｂとで構成されている。下段枠２１Ｂには、シリンダヘッド１を載置する載置台２２が地面に対して水平に架設されている。シリンダヘッド１は、下面１Ｂを載置台２２に接触させるように、載置台２２にセットされる。
【００４７】
載置台２２の下方には、可動プレート３１が配置されている。可動プレート３１は、油圧シリンダ３３に連結して図中上下垂直方向に直線往復運動する。可動プレート３１には、６本の第２洗浄ノズル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆが立設されている。図１０及び図１１に示すように、第２洗浄ノズル３２Ａ〜３２Ｆは、シリンダヘッド１の冷却水連通路１２Ａ〜１２Ｆに対応して可動プレート３１に配置されている。第２洗浄ノズル３２Ａ〜３２Ｆは、断面形状がシリンダヘッド１の冷却水連通路１２Ａ〜１２Ｆに内接可能な円柱形状をなし、先端部に洗浄液を噴出する噴出口３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃが設けられている。第２洗浄ノズル３２Ａ〜３２Ｆは、図示しない制御バルブに接続され、洗浄液の供給と停止を制御されている。
【００４８】
図６及び図７に示すように、載置台２２は、油圧シリンダ３３によって上昇した可動プレート３１が挿入される開口部２２ａを備える。載置台２２は、開口部２２ａの外側の対角位置に位置決めピン３９，３９が立設され、その位置決めピン３９，３９をシリンダヘッド１の位置決め孔９，９に挿入することによりシリンダヘッド１を位置決め保持する。油圧シリンダ３３は、載置台２２に位置決めされたシリンダヘッド１の冷却水連流路１２Ａ〜１２Ｆの開口部に第２洗浄ノズル３２Ａ〜３２Ｆを近接させる位置まで、可動プレート３１を上昇させる。
【００４９】
図６及び図７に示すように、載置台２２の上方には、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃが配置されている。図１０及び図１１に示すように、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃは、載置台２２に位置決め保持されるシリンダヘッド１の上面１Ａに開口する砂抜き孔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに対応して設けられている。第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃは、図１１に示すように、先端部側面に洗浄液を噴出する噴出口２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃが設けられている。第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃは、図示しない制御バルブに接続され、洗浄液の供給と停止を制御される。
【００５０】
図６及び図７に示すように、上段枠２１Ｂには、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを図中上下垂直方向に直線運動させる直動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃが固定されている。そして、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃは、駆動モータ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに連結し、正方向Ｋ又は逆方向−Ｋに回転可能にされている。
【００５１】
また、載置台２２の上方には、洗浄液排出部材２３が配置されている。油圧シリンダ２７は、下段枠２１Ａに固定され、洗浄液排出部材２３に連結されている。油圧シリンダ２７は、洗浄液排出部材２３を載置台２２に対して図中上下垂直方向に直線往復運動させ、洗浄液排出部材２３をシリンダヘッド１の上面１Ａに当接又は離間させる。
【００５２】
洗浄液排出部材２３は、底面積がシリンダヘッド１より大きい薄い直方体板状をなす。洗浄液排出部材２３は、シリンダヘッド１に当接する面（底面）に、挿入部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃが突設されている。挿入部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは、シリンダヘッド１の上面１Ａに開口する砂抜き孔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに嵌合可能な形状（円柱形状）をなす。挿入部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは、砂抜き孔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに対応するように洗浄液排出部材２３に設けられている。
【００５３】
図８は、図６に示す洗浄液排出部材２３の外観斜視図である。図９は、図８のＥ−Ｅ断面図である。
洗浄液排出部材２３には、第１流路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃと第２流路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃが形成されている。第１流路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、洗浄液排出部材２３の上面から挿入部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを介して下面側に開口するように、洗浄液排出部材２３に貫通して形成されている。一方、第２流路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃは、第１流路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃから分岐して洗浄液排出部材２３の側面に開口するように、洗浄液排出部材２３に形成されている。
【００５４】
図９に示すように、洗浄液排出部材２３の第１流路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃには、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃが摺動可能に挿通される。直動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ（図６及び図７参照）は、シリンダヘッド１の洗浄作業中には、図９に示すように、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃの先端部を挿入部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの下面からウォータジャケット１５内に突出させる「第１停止位置Ｘ１」、又は、第２流路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃが第１流路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃから分岐する「第２停止位置Ｘ２」に停止させる。尚、直動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、シリンダヘッド１を洗浄しない間、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを第１流路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃから抜き出した「退避位置」で停止させる（図６及び図７参照）。
【００５５】
図６に示すように、シリンダヘッド洗浄装置２０は、シリンダヘッド１を挟んで左右両側に、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂが配置されている。第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂは、下段枠２１Ａに固定された油圧シリンダ３５Ａ，３５Ｂと揺動装置４０Ａ，４０Ｂに連結されている。油圧シリンダ３５Ａ，３５Ｂは、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂを載置台２２に対して図中左右水平方向に直線往復運動させ、シリンダヘッド１のウォータジャケット口１３と冷却水出力口１４に近接又は退避させる。一方、揺動装置４０Ａ，４０Ｂは、図１１に示すように、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂの先端に設けた噴出口３６Ａ，３６Ｂの向きを変えるように第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂを揺動させる。第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂは、図示しない制御バルブに接続され、洗浄液の供給と停止を制御される。
【００５６】
＜シリンダヘッド洗浄方法＞
続いて、シリンダヘッド洗浄装置２０を用いたシリンダヘッド１の洗浄方法について説明する。図１２は、図１に示すシリンダヘッド１のウォータジャケット１５を洗浄する動作の概略を示すタイミングチャートである。図１３は、第１洗浄工程Ｓ１における駆動モータの動作関係を詳細に示すタイミングチャートである。図１４は、第２洗浄工程Ｓ２における駆動モータと揺動装置の動作関係を詳細に示すタイミングチャートである。図１５は、図６に示すシリンダヘッド洗浄装置２０がシリンダヘッド１を洗浄する洗浄パターンの一例を概念的に示す図である。図１５に記載するＳ１，Ｓ２は、第１洗浄工程Ｓ１と第２洗浄工程Ｓ２を示し、図中矢印は、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃが反転位置で洗浄液を噴出する方向と、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂがウォータジャケット口１３と冷却水出力口１４と同軸上に洗浄水を噴出する方向を示す。
【００５７】
図１２に示すように、シリンダヘッド洗浄装置２０は、シリンダヘッド１を洗浄しない間、直動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃが第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを上昇させて洗浄液排出部材２３から抜き出し、退避位置で停止させている。また、油圧シリンダ３３は、可動プレート３１を下降させて、載置台２２の下方に第２洗浄ノズル３２Ａ〜３２Ｆを退避させている。更に、油圧シリンダ３５Ａ，３５Ｂは、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂをシリンダヘッド１から離間する方向に退避させている。
【００５８】
その後、シリンダヘッド洗浄装置２０は、シリンダヘッド１の位置決め孔９，９に載置台２２の位置決めピン３９，３９を挿通するように、シリンダヘッド１が載置台２２にセットされる。これにより、シリンダヘッド１が載置台２２に位置決め保持される。
【００５９】
すると、図１２のＴ０に示すように、油圧シリンダ２７が、洗浄液排出部材２３を下降させ、洗浄液排出部材２３の挿入部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃをシリンダヘッド１の砂抜き孔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに嵌合させる。これにより、洗浄液排出部材２３は、シリンダヘッド１を載置台２２に対して押さえつけ、シリンダヘッド１のがたつきを防ぐ。
【００６０】
それから、図１２のＴ１に示すように、シリンダヘッド洗浄装置２０は、油圧シリンダ３３が可動プレート３１を上昇させ、第２洗浄ノズル３２Ａ〜３２Ｆをシリンダヘッド１の冷却水連通路１２Ａ〜１２Ｆにそれぞれ近接させる。
そして、図１２のＴ２に示すように、第２洗浄ノズル３２Ａ〜３２Ｆから洗浄液を低圧（０．１５ＭＰａ）で噴出することにより、図３のウォータジャケット口１３内に点線で示すように、ウォータジャケット１５の半分程度（シリンダヘッド１の下面１Ａから３０ｍｍ程度の深さ）まで洗浄液を溜めてウォータジャケット１５内を水中状態と同様の状態（以下「疑似水中状態」とする。尚、第２洗浄ノズル３２Ａ〜３２Ｆからの洗浄液の供給は、シリンダヘッド１の洗浄が終わるまで継続し、シリンダヘッド１を洗浄する間、ウォータジャケット１５内に規定量の洗浄液を溜めるようにする。
【００６１】
その後、シリンダヘッド洗浄装置２０は、第１洗浄工程Ｓ１を開始する。
具体的には、図１２のＴ３に示すように、直動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃが第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを下降させる。第１洗浄工程Ｓ１では、例えば、砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃを選択して洗浄を実施する。この場合、直動装置４１Ａ，４１Ｃは、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃを第１停止位置Ｘ１で停止させ、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃの先端部をウォータジャケット１５内に挿入する（図９及び図１１参照）。このとき、駆動モータ３０Ａ，３０Ｃは、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃの噴出口２９Ａ，２９Ｃを対向させるように真横に向けて停止している（以下、この第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃの位置を「第１反転位置」という。）。一方、直動装置４１Ｂは、第１洗浄ノズル２８Ｂを第２停止位置Ｘ２で停止させてウォータジャケット１５内に配置せず、第１流路２５Ｂの上面開口部を第１洗浄ノズル２８Ｂで塞ぐ（図９参照）。
【００６２】
その後、図１２のＴ４に示すように、駆動モータ３０Ａ，３０Ｃを回転させ、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃを回転させる。第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂは、駆動モータ３０Ａ，３０Ｂによって回転される間、高圧（例えば１０〜３０ＭＰａ）の洗浄液を噴出し続ける。
【００６３】
具体的には、図１３及び図１５に示すように、駆動モータ３０Ａ，３０Ｂは、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃを第１反転位置から正方向Ｋと逆方向−Ｋにそれぞれ１８０度ずつ同じ回転速度で回転させ、噴出口２９Ａ，２９Ｃを相反する方向に向けると、回転方向をそれぞれ反転させる（以下、この第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃを反転させる位置を「第２反転位置」という。）。
【００６４】
第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃは、回転しながら洗浄液を噴出し、洗浄液を噴出する空間を連続的に変える。例えば、図１３及び図１５に示すように、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃは、第１反転位置から正方向Ｋと逆方向−Ｋにそれぞれ回転して噴出口２９Ａ，２９Ｃの向きを約９０度ずらすまでの間、図１０に示す狭小空間部ＺＢ３，ＺＢ１，ＺＣ４，ＺＣ２に向けて洗浄液を噴出する。第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから噴出された洗浄液は、狭小空間部ＺＢ３，ＺＢ１，ＺＣ４，ＺＣ２からＺＢ４，ＺＢ２，ＺＣ３，ＺＣ１を介して大空間部ＹＣへ対向して流れ込んでぶつかり合い、大空間部ＹＣに連通する砂抜き孔１６Ｂから吹き上がる。
【００６５】
ここで、砂抜き孔１６Ｂには、洗浄液排出部材２３の挿入部２４Ｂが嵌合し、第１流路２５Ｂが連通している。第１流路２５Ｂは、第１洗浄ノズル２８Ｂによって上面開口部が塞がれているため、砂抜き孔１６Ｂから吹き上がった洗浄液は、第１流路２５Ｂから第２流路２６Ｂへ流れ、シリンダヘッド１の側方に異物Ｐと一緒に排出される。洗浄液排出部材２３は、シリンダヘッド１より大きく、第２流路２６Ｂの開口部がシリンダヘッド１の側面より外側に位置しているため、異物Ｐを含む洗浄液をシリンダヘッド１にかけることなく排出する。
【００６６】
図１５に示すように、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃは、第１反転位置に対して約９０度ずれた位置から第２反転位置まで回転して噴出口２９Ａ，２９Ｃの向きを更に正方向Ｋに約９０度ずらすまでの間、図１０に示す狭小空間部ＺＡ２，ＺＡ４，ＺＤ１，ＺＤ３に向けて洗浄液を噴出する。第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから噴出された洗浄液は、狭小空間部ＺＡ２，ＺＡ４，ＺＤ１，ＺＤ３からＺＡ１，ＺＡ３，ＺＤ２，ＺＤ４を介して大空間部ＹＡ，ＹＥへ流れ、冷却水出力口１４とウォータジャケット口１３とからそれぞれ排出される。ウォータジャケット口１３と冷却水出力口１４は、シリンダヘッド１の側面１Ｃ，１Ｄにそれぞれ開口しているため、ウォータジャケット口１３と冷却水出力口１４から排出された異物Ｐを含む洗浄液が、ウォータジャケット１５に再侵入しない。
【００６７】
第２反転位置まで正方向Ｋと逆方向−Ｋに回転された第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃは、反転され、上記と逆手順で狭小空間部ＺＡ４，ＺＡ２，ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＤ３，ＺＤ１，ＺＣ２，ＺＣ４に向けて洗浄液を噴出する。そして、第１反転位置まで逆方向−Ｋと正方向Ｋに回転した第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃは、反転され、上記と同様の手順で狭小空間部ＺＢ３，ＺＢ１，ＺＡ２，ＺＡ４，ＺＣ４，ＺＣ２，ＺＤ１，ＺＤ３に向けて洗浄液を噴出する。このように、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃは、洗浄液を噴出する空間と洗浄液を排出する孔部１６Ａ，１３，１４を連続的に変え、狭小空間部ＺＡ２，ＺＡ４，ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＣ２，ＺＣ４，ＺＤ１，ＺＤ３に引っ掛かっている異物Ｐを直接狙って洗浄液を噴出し、狭小空間部ＺＡ２，ＺＡ４，ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＣ２，ＺＣ４，ＺＤ１，ＺＤ３から大空間部ＹＡ，ＹＣ，ＹＥに異物Ｐを押し流してシリンダヘッド１の外部へ排出する。
【００６８】
図１２のＴ５に示すように、駆動モータ３０Ａ，３０Ｂが第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂを第１及び第２反転位置の間で規定数回転させると、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃは洗浄液の噴出を停止する。これにより、第１洗浄工程Ｓ１が終了する。
【００６９】
続いて、シリンダヘッド洗浄装置２０は、第２洗浄工程Ｓ２を開始する。
すなわち、図１２のＴ６に示すように、直動装置４１Ａ，４１Ｃは、第１洗浄工程Ｓ１で選択した砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃに挿入した第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃを第１停止位置から上昇させて第２停止位置に配置する一方、直動装置４１Ｂは、第１洗浄ノズル２８Ｂを第２停止位置から下降させ、第１停止位置に配置する。これにより、第１洗浄工程Ｓ１で選択されなかった砂抜き孔１６Ｂに第１洗浄ノズル２８Ｂが挿入される。このとき、第１洗浄ノズル２８Ｂは、第３洗浄ノズル３４Ａ側の真横に噴出口２９Ｂを向けるように、砂抜き孔１６Ｂに配置される（以下、この第１洗浄ノズル２８Ｂの位置を「第３反転位置」という。）。また、油圧シリンダ３５Ａ，３５Ｂは、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂをシリンダヘッド１に近づける方向に突出させ、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂの噴出口３６Ａ，３６Ｂをウォータジャケット口１３と冷却水出力口１４にそれぞれ近接させる。
【００７０】
それから、図１２のＴ７において、駆動モータ４０Ｂを回転させる。第１洗浄ノズル２８Ｂは、駆動モータ４０Ｂによって回転される間、噴出口２９Ｂから高圧（例えば１０〜３０ＭＰａ）の洗浄液を連続して噴出する。また、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂは、駆動モータ４０Ｂが第１洗浄ノズル２８Ｃを回転させる間、高圧（例えば１０〜３０ＭＰａ）の洗浄液を噴出口３６Ａ，３６Ｂから断続して噴出する。揺動装置４０Ａ，４０Ｂは、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂが洗浄液を噴出するタイミングに同期して、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂをそれぞれ揺動させる。
【００７１】
具体的には、図１４及び図１５に示すように、駆動モータ３０Ｂは、第１洗浄ノズル２８Ｂを第３反転位置から１８０度正方向Ｋに回転させ、第３洗浄ノズル３４Ｂ側の真横に噴出口２９Ｂを向けると、反転する（以下、この第１洗浄ノズル２８Ｂの反転位置を「第４反転位置」という。）。揺動装置４０Ａは、駆動モータ３０Ｂが第１洗浄ノズル２８Ｂを第３反転位置から約９０度正方向Ｋに回転させるまでの間、第３洗浄ノズル３４Ａを揺動させる。一方、揺動装置４０Ｂは、駆動モータ３０Ｂが第３反転位置に対して約９０度ずれた位置から第４反転位置まで第１洗浄ノズル２８Ｂを回転させる間、第３洗浄ノズル３４Ｂを揺動させる。
【００７２】
例えば、図１４及び図１５に示すように、第１洗浄ノズル２８Ｂは、第３反転位置から約９０度正方向Ｋに回転して噴出口２９Ｂの向きを約９０度ずらすまでの間、図１０に示す狭小空間部ＺＣ３，ＺＣ１に向けて洗浄液を噴出する。これに対応して、第３洗浄ノズル３４Ａは、揺動装置４０Ａによって第１洗浄ノズル２８Ｂの回転方向Ｋと逆位相になるように図中Ｊ方向に揺動されながら、図１０に示す狭小空間部ＺＤ４，ＺＤ２に向けて洗浄液を噴出する。第１洗浄ノズル２８Ｂと第３洗浄ノズル３４Ａから噴出された洗浄液は、狭小空間部ＺＣ３，ＺＣ１，ＺＤ４，ＺＤ２から狭小空間部ＺＣ４，ＺＣ２，ＺＤ３，ＺＤ１を介して大空間部ＹＤへ対向して流れ込んでぶつかり合い、大空間部ＹＤに連通する砂抜き孔１６Ｃから吹き上げられる。そして、砂抜き孔１６Ｃから吹き上げられた洗浄液は、洗浄液排出部材２３を介してシリンダヘッド１の外部に排出される。この洗浄液の排出方法は、上述した砂抜き孔１６Ｂから洗浄液を排出する方法と同様であるので、説明を省略する。
【００７３】
図１５に示すように、第１洗浄ノズル２８Ｂは、第３反転位置に対して約９０度ずれた位置から第４反転位置まで回転して噴出口２９Ｂの向きを更に約９０度正方向Ｋにずらすまでの間、図１０に示す狭小空間部ＺＢ２，ＺＢ４に向けて洗浄液を噴出する。第１洗浄ノズル２８Ｂが第３反転位置に対して９０度ずれた位置を過ぎると、第３洗浄ノズル３４Ａが、洗浄液の噴出を停止し、揺動装置４０Ａによる揺動を停止されるのに対し、第３洗浄ノズル３４Ｂが、揺動装置４０Ｂによって第１洗浄ノズル２８Ｂと逆位相で揺動するように図中Ｊ方向に揺動されながら、図１０に示す狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ３に向けて洗浄液を噴出する。第１洗浄ノズル２８Ｂと第３洗浄ノズル３４Ｂから噴出された洗浄液は、狭小空間部ＺＢ２，ＺＢ４，ＺＡ１，ＺＡ３から狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＡ２，ＺＡ４を介して大空間部ＹＢへ対向して流れ込んでぶつかり合い、大空間部ＹＢに連通する砂抜き孔１６Ａから吹き上げられる。そして、砂抜き孔１６Ｃから吹き上げられた洗浄液は、洗浄液排出部材２３を介してシリンダヘッド１の外部に排出される。この洗浄液の排出方法は、上述した砂抜き孔１６Ｂから洗浄液を排出する方法と同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
第４反転位置まで正方向Ｋに回転された第１洗浄ノズル２８Ｂは、反転され、上記と逆手順で狭小空間部ＺＢ４，ＺＢ２，ＺＣ１，ＺＣ３に向けて洗浄液を噴出する。そして、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂは、第１洗浄ノズル２８Ｂの回転方向−Ｋと逆位相になるように第１洗浄ノズル２８Ｂの回転角度に応じて−Ｊ方向に揺動し、狭小空間部ＺＡ３，ＺＡ１，ＺＤ２，ＺＤ４に洗浄液をそれぞれ噴出する。そして、第３反転位置まで逆方向−Ｋに回転した第１洗浄ノズル２８Ｂは、更に反転され、上記と同様の手順で狭小空間部ＺＣ３，ＺＣ１，ＺＢ２，ＺＢ４に向けて洗浄液を噴出する。これに対応して、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂも上記と同様の手順でＪ方向に揺動しながら洗浄液を噴出する。このように、第１洗浄ノズル２８Ｂと第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂは、洗浄液を噴出する空間と洗浄液を排出する孔部１６Ｂ，１６Ｃを連続的に変えてウォータジャケット１５内に乱流を生じさせながら、狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ３，ＺＢ２，ＺＢ４，ＺＣ１，ＺＣ３，ＺＤ２，ＺＤ４に引っ掛かっている異物Ｐを直接狙って洗浄液を噴出し、狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ３，ＺＢ２，ＺＢ４，ＺＣ１，ＺＣ３，ＺＤ２，ＺＤ４から大空間部ＹＢ，ＹＤに異物Ｐを押し流してシリンダヘッド１の外部へ排出する。
【００７５】
図１２のＴ８に示すように、駆動モータ３０Ｂが第１洗浄ノズル２８Ｂを正方向Ｋと逆方向−Ｋに規定数回転させると、第１〜第３洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，３２Ａ〜３２Ｆ，３４Ａ，３４Ｂは、洗浄液の噴出を停止する。また、駆動モータ３０Ｂの回転停止と同時に、揺動装置４０Ａ，４０Ｂは、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂを揺動しなくなる。
【００７６】
その後、図１２のＴ９に示すように、直動装置４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃが、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを退避位置まで上昇させる。また、油圧シリンダ３５Ａ，３５Ｂが、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂをシリンダヘッド１から離間する方向へ後退させる。これにより、第２洗浄工程Ｓ２が終了する。
【００７７】
そして、図１２のＴ１０において、油圧シリンダ３３が、可動プレート３２を下降させ、第２洗浄ノズル３２Ａ〜３２Ｆをシリンダヘッド１から離間させる。
そして、図１２のＴ１１において、油圧シリンダ２７が、洗浄液排出部材２３を上昇させ、挿入部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを砂抜き孔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃから外す。
その後、シリンダヘッド１は、位置決め孔９，９から位置決めピン３９，３９を抜くように持ち上げられ、次の作業場所に搬送される。
【００７８】
洗浄されたシリンダヘッド１は、異物検査場所へ移動され、人によってウォータジャケット１５等に異物Ｐが残っていないか目視検査される。
【００７９】
＜流体解析シュミレーション＞
次に、発明者らが行った流体解析シュミレーションについて説明する。
発明者らは、第２洗浄ノズル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆからウォータジャケット１５に洗浄液を供給せずに、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃからスパークプラグ孔２Ｂ，２Ｃ側に向けて洗浄液を１０〜３０ＭＰａで噴射して、シリンダヘッド１を洗浄する場合（以下、本明細書において「気中洗浄」という。）と、第２洗浄ノズル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆからウォータジャケット１５に洗浄液を０．１５ＭＰａで供給しながら、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃからスパークプラグ２Ｂ，２Ｃ側に向けて洗浄液を１０〜３０ＭＰａで噴射し、シリンダヘッド１を洗浄する場合（以下、本明細書において「疑似水中洗浄」という。）について、流体解析ソフトを用いて、ウォータジャケット１５を流れる洗浄液の流速と流れをシュミレーションした。このシュミレーションの結果を図１６〜図１９に示す。尚、図１６〜図１９は、ウォータジャケット１５内の洗浄液の流速や流れを記載するが、解析結果を表示する関係で図４に示す断面形状と形状が完全に一致していない。
【００８０】
図１６は、図１に示すシリンダヘッド１を気中洗浄した場合の洗浄液の流速をシュミレーションした結果を示す図である。
気中洗浄されるシリンダヘッド１は、狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＣ２，ＺＣ４と大空間部ＹＣにおいて、洗浄液の流速を２ｍ／ｓｅｃ程度確保している。特に、狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＣ２，ＺＣ４では、洗浄液が初速で噴射され、流速が４ｍ／ｓｅｃ以上になっている。また、洗浄液を排出する砂抜き孔１６Ｂ付近の流速は、１ｍ／ｓｅｃ程度確保できている。
【００８１】
図１７は、図１に示すシリンダヘッド１を気中洗浄した場合の洗浄液の流れ分布をシュミレーションした結果を示す図である。
気中洗浄されるシリンダヘッド１は、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃが挿入される砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃから、大空間部ＹＣの砂抜き孔１６Ｂへ向かって、２Ｌ／ｍｉｎ程度の洗浄液の流れがウォータジャケット１５に形成されている。
【００８２】
従って、シリンダヘッド１は、気中洗浄した場合には、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃが狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＣ２，ＺＣ４に向かって対向して噴出した洗浄液が、大空間部ＹＣにおいて合流し、砂抜き孔１６Ｂから排出される流れを形成する。
【００８３】
図１８は、図１に示すシリンダヘッド１を疑似水中洗浄した場合の洗浄液の流速をシュミレーションした結果を示す図である。
疑似水中洗浄されるシリンダヘッド１は、狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＣ２，ＺＣ４に加え、狭小空間部ＺＢ２，ＺＢ４，ＺＣ１，ＺＣ３も、洗浄液の流速が４ｍ／ｓｅｃ以上になっている。更に、大空間部ＹＣは、砂抜き孔１６Ｂ付近における洗浄液の流速が４〜５ｍ／ｓｅｃ以上になっており、大空間部全体としても、流速が２．５ｍ／ｓｅｃ以上になっている。
【００８４】
図１９は、図１に示すシリンダヘッド１を疑似水中洗浄した場合の洗浄液の流れ分布をシュミレーションした結果を示す図である。図２０は、図１９のＦ−Ｆ断面図である。
水中洗浄されるシリンダヘッド１は、狭小空間部ＺＢ１〜ＺＢ４，ＺＣ１〜ＺＣ４から大空間部ＹＣまでの流路全体に亘って、２．５Ｌ／ｍｉｎ〜５．０Ｌ／ｍｉｎの洗浄液の流れが形成されている。特に、大空間部ＹＣで衝突した洗浄液は、砂抜き孔１６Ｂから約３Ｌ／ｍｉｎ勢いよく噴出している。
【００８５】
従って、シリンダヘッド１は、疑似水中洗浄した場合には、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから噴射された洗浄液が、初速を保って狭小空間部ＺＢ１〜ＺＢ４，ＺＣ１〜ＺＣ４を流れて大空間部ＹＣへ流れ込む。大空間部ＹＣで対向してぶつかった洗浄液は、大空間部ＹＣに開口する砂抜き孔１６Ｂに向かって勢いよく流れる。
【００８６】
疑似水中洗浄を気中洗浄とを比べると、図１８に示す疑似水中洗浄は、図１６に示す気中洗浄と比べ、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂから噴出した洗浄液が初速を維持する範囲が広く、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃ間に配置される狭小空間部ＺＢ１〜ＺＢ４，ＺＣ１〜ＺＣ４をほぼカバーしている（黒塗り部参照）。流速の２乗が流体圧となるため、流速が大きい範囲が広いほど、異物Ｐを押し流す力が大きいことを意味する。また、疑似水中洗浄では、洗浄液を排出する砂抜き孔１６Ｂ付近において、流速が５ｍ／ｓｅｃ以上確保しており、気中洗浄の約５倍の流速を得ている。
【００８７】
また、図１９及び図２０に示す疑似水中洗浄は、図１７に示す気中洗浄と比べ、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから洗浄液を噴出される狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＣ２，ＺＣ４からその間の大空間部ＹＣまでの流路を流れる洗浄液の流量が多い。よって、疑似水中洗浄は、気中洗浄と比べ、洗浄液の噴出位置から排出位置までの流れが勢いよく形成され、異物Ｐをウォータジャケット１５の底部に沈ませることなく、シリンダヘッド１の外部へ排出しやすい。
【００８８】
このように疑似水中洗浄が、気中洗浄より流速が早い範囲や流量が多い範囲を確保できる理由は、第２洗浄ノズル３２Ａ〜３２Ｆからウォータジャケット１５に洗浄液を供給することにより、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから噴出した洗浄液が狭小空間部ＺＢ１〜ＺＢ４，ＺＣ１〜ＺＣ４を向きを変えながら流れる際にウォータジャケット内壁との間でエネルギーを損失しにくく、流速や流体圧を減衰させないためと考えられる。また、疑似水中洗浄では、洗浄液を排出する砂抜き孔１６Ｂの真下から洗浄液が上向きに噴出し、狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＣ２，ＺＣ４から大空間部ＹＣに対向して流入する洗浄液と砂抜き孔１６Ｂの真下で合流し、砂抜き孔１６Ｂ側への流速や流れを促進するためと考えられる。
【００８９】
＜実機による異物の排出確認＞
次に、実機による異物の排出確認実験について説明する。
この実験では、シリンダヘッド１のウォータジャケット１５に切り粉等の異物の代用としてＯリングを使用した。そして、スパークプラグ孔２の周りに形成される狭小空間部Ｚで構成する各狭小ゾーン（例えば、スパークプラグ孔２Ａに対応する狭小ゾーンは、狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ２，ＺＡ３，ＺＡ４で構成される。）にＯリングを７個ずつそれぞれ設置した（合計２８個）。そして、実験では、各狭小ゾーンにＯリングを設置したシリンダヘッドをシリンダヘッド洗浄装置２０にセットし、セットしたシリンダヘッド１を気中洗浄又は疑似水中洗浄して、Ｏリングの移動率と除去率を調べた。実験は、気中洗浄と疑似水中洗浄のそれぞれについて５回ずつ行い、Ｏリングの移動率と除去率の平均値を求めた。
【００９０】
この結果、シリンダヘッド１を気中洗浄した場合には、Ｏリングの除去率が５７．１％、移動率が７８．６％であった。
一方、シリンダヘッド１を疑似水中洗浄した場合には、Ｏリングの移動率が９７．９％、除去率が９４．３％であった。
更に、発明者らが、シリンダヘッド１を洗浄槽に水没させた状態で疑似水中洗浄と同様にしてシリンダヘッドを洗浄したところ（以下「水中洗浄」という。）、Ｏリングの移動率が１００％、除去率が９２．９％であった。
【００９１】
よって、気中洗浄は、異物の除去率が低いものの、異物の移動率が８０％と高く、狭小空間部Ｚから異物を効率的に移動できることが判明した。また、疑似水中洗浄では、ウォータジャケット１５を疑似水中状態とすることにより、異物移動率を気中洗浄より大幅に向上させ、水中洗浄に近づけられることが判明した。そして、気中洗浄でも、異物を８０％近く移動できるが、さらに疑似水中洗浄によって、異物移動率をほぼ１００％にできることが判明した。しかも、疑似水中洗浄は、水中洗浄より異物除去率が高いことが判明した。
【００９２】
この実験では、気中洗浄と疑似水中洗浄の何れも、スパークプラグ孔２Ａを含む狭小ゾーンに設置したＯリングを冷却水出力口１４から排出でき、スパークプラグ孔２Ｂ，２Ｃを含む狭小ゾーンに設置したＯリングを砂抜き孔１６Ｂから排出でき、スパークプラグ孔２Ｄを含む狭小ゾーンに設置したＯリングをウォータジャケット口１３から排出できることを確認した。
【００９３】
すなわち、狭小空間部Ｚに引っ掛かった異物は、気中洗浄と疑似水中洗浄と関わらず、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃの噴出口２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃの向きを変えて、異なる狭小空間部Ｚを狙って洗浄液を噴出することにより、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを挿入した孔部の両側にあって、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを挿入されていない孔部から、排出できることを確認できた。
【００９４】
＜作用効果＞
以上説明したように、本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置２０は、シリンダヘッド１の複数の孔部１２Ａ〜１２Ｒ，１３，１４，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃのうち、例えば砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃを選択し、砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃからウォータジャケット１５内に第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃを挿入して、ウォータジャケットの狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＣ２，ＺＣ４に引っ掛かった異物Ｐへ向けて洗浄液を直接噴出する。洗浄液は、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから噴射された際の流速や流量、流体圧などを維持したまま異物Ｐに当たり、異物Ｐを狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ２，ＺＢ３，ＺＢ４，ＺＣ１，ＺＣ２，ＺＣ３，ＺＣ４から大空間部ＹＣへ押し流す。大空間部ＹＣへ流れた異物Ｐは、洗浄液とともに大空間部ＹＣに連通する砂抜き孔１６Ｂからシリンダヘッド１の外部へ排出され、除去される。このように、本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置２０によれば、ウォータジャケット１５の狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ２，ＺＢ３，ＺＢ４，ＺＣ１，ＺＣ２，ＺＣ３，ＺＣ４に引っ掛かった異物Ｐでも十分に除去することが可能なので、異物Ｐの除去率を向上させることができる。
【００９５】
これによって、人が、本発明のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置２０で洗浄したシリンダヘッド１の内部を目視検査したときに異物Ｐの発見率が減少し、手作業で異物を除去する手間が大幅に軽減する。
【００９６】
本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法は、例えば、大空間部ＹＣを挟んで洗浄液を対向させるように選択した砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃに第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃを挿入し、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから噴出した洗浄液を大空間部ＹＣで合流させて他の砂抜き孔１６Ｂから排出するので、異物Ｐを別の狭小空間部ＺＡ２，ＺＡ４，ＺＤ１，ＺＤ３…に再侵入させることなく、シリンダヘッド１の外部へ排出することができる。
【００９７】
本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法は、例えば、スパークプラグ孔２Ｂ，２Ｃの孔壁とインテークポート８Ｂ，８Ｃの壁或いはエキゾーストポート１０Ｂ，１０Ｃの壁との間に形成された狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ２，ＺＢ３，ＺＢ４，ＺＣ１，ＺＣ２，ＺＣ３，ＺＣ４から、スパークプラグ孔２Ｂ，２Ｃの孔壁間に形成された大空間部ＹＣへ向けて洗浄液を噴出するので、狭小空間部ＺＢ１，ＺＢ２，ＺＢ３，ＺＢ４，ＺＣ１，ＺＣ２，ＺＣ３，ＺＣ４と大空間部ＹＣとが短距離で連通しており、異物Ｐを他の狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ２，ＺＡ３，ＺＡ４，ＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３，ＺＤ４に再侵入させることなく除去することができる。
【００９８】
本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置２０は、例えば、砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃからウォータジャケット１５内へ挿入した第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃを回転させて洗浄を行う。また例えば、砂抜き孔１６Ｂからウォータジャケット１５内へ挿入した第１洗浄ノズル２８Ｂを回転させ、ウォータジャケット口１３と冷却水入力口１４に近接させた第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂを揺動させて洗浄を行う。よって、本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置２０は、各砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃが複数の狭小空間部ＺＡ２，ＺＡ４，ＺＢ１，ＺＢ３，ＺＣ２，ＺＣ４，ＺＤ１，ＺＤ３を狙って洗浄液を噴出して洗浄することができ、洗浄効率が良い。
【００９９】
本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法は、例えば、砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃに第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃを挿入してウォータジャケット１５の洗浄を実施し（第１洗浄工程Ｓ１）、所定の洗浄空間（大空間部ＹＡ，ＹＣ，ＹＥ）から異物Ｐを除去した後、選択しなかった別の砂抜き孔１６Ｂに第１洗浄ノズル２８Ｂを挿入してウォータジャケット１５の洗浄を実施し（第２洗浄工程Ｓ２）、別の洗浄空間（大空間部ＹＢ，ＹＤ）から異物Ｐを除去する。このように、本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法は、ウォータジャケット１５を複数の洗浄空間に分けて間欠的に洗浄し、ウォータジャケット１５内を満遍なく洗浄するので、例えば、狭小空間部ＺＢ１から取り除いた異物が他の狭小空間部ＺＡ２に引っ掛かってウォータジャケット１５内に残ることを防止できる。
【０１００】
本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法は、例えば、大空間部ＹＣに連通する砂抜き孔１６Ｂを洗浄液の排出孔部とした場合に、その排出孔部の両側に設けた砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃを第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃを挿入する孔部として選択するので、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから噴出した洗浄液が大空間部ＹＣで対向してぶつかり合い、排出孔部１６Ｂからシリンダヘッド１の外部へ流れやすい。
【０１０１】
本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置２０は、シリンダヘッド１を洗浄する際に下面１Ｂとなる面に設けた冷却水連通路１２Ａ〜１２Ｆに洗浄液を供給し、ウォータジャケット１５を水中と疑似状態にする。ウォータジャケット１５は、図５に示すように、スパークプラグ孔２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの周りにおいてシリンダヘッド１の下面１Ｂ側に近いほど流路幅が狭く、狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ２，ＺＡ３…が形成されている。ウォータジャケット１５を疑似水中状態にすると、異物Ｐに浮力が作用して異物Ｐに作用する重力の影響が小さくなり、異物Ｐが狭小空間部Ｐから外れやすくなる。しかも、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから噴出した洗浄液は、ウォータジャケット１５に溜まっている洗浄液によって狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ２…を流れる際にウォータジャケット１５の内壁との間でエネルギーを損失しにくくなる。これにより、洗浄液は、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから噴出された際の初速を保ったまま、狭小空間部ＺＡ１，ＺＡ２…を流れることが可能になる。また、洗浄液が噴出される狭小空間Ｚと大空間部Ｙとの間の流量変動が小さいため、洗浄液を排出する砂抜き孔１６Ｂ付近でも大流量を確保することができ、洗浄液が狭小空間部Ｚから大空間部Ｙへ流れ込んだ後も流速を低下させにくい。よって、本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置２０によれば、異物Ｐを狭小空間部Ｚから取り除いて、他の狭小空間部Ｚに引っ掛かることなく砂抜き孔１６Ｂへ押し流す洗浄液の流れを形成しやすく、異物Ｐの除去率がより一層向上する。
【０１０２】
しかも、本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置２０は、疑似水中洗浄することによって水中洗浄と同等以上の異物除去率を得ることができるので、シリンダヘッド１を洗浄液に水没させるためのタンクが必要でなく、コストやスペースの面でメリットがある。
【０１０３】
本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置２０は、シリンダヘッド１の洗浄時にシリンダヘッド１の上面に開口する砂抜き孔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに洗浄液排出部材２３の第１流路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃを接続し、第１洗浄ノズル２８Ｚ，２８Ｂ，２８Ｃを第１流路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに挿入する。そして、例えば、砂抜き孔１６Ａ，１６Ｃに対応する第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃをウォータジャケット１５内に挿入して第１停止位置Ｘ１で停止させる一方、砂抜き孔１６Ｂに対応する第１洗浄ノズル２８Ｂを第２流路２６Ｂが第１流路２５Ｂから分岐する第２停止位置Ｘ２で停止させる。それから、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｃから洗浄液を噴出する。砂抜き孔１６Ｂに連通する第１流路２５Ｂは、上方開口部が第１洗浄ノズル２８Ｃに塞がれている。そのため、洗浄液は、砂抜き孔１６Ｂに接続する第１流路２５Ｂから第２流路２６Ｂを流れて、シリンダヘッド１の側面側に流出する。よって、本実施形態のシリンダヘッド洗浄方法及びシリンダヘッド洗浄装置２０によれば、シリンダヘッド１の外部に除去した異物Ｐがシリンダヘッド１内に再侵入することを防止できる。
【０１０４】
特に、洗浄液排出部材２３は、平面積がシリンダヘッド１より大きく、シリンダヘッド１の外部に第２流路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの開口部が位置しているので、排出した洗浄液がシリンダヘッド１にかからず、異物Ｐがシリンダヘッド１に再付着しない。
【０１０５】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
【０１０６】
例えば、上記実施形態では、４気筒エンジンに使用されるシリンダヘッドの洗浄方法について説明した。これに対して、図２１〜図２３に示す３気筒又は５気筒エンジンに使用されるシリンダヘッド５１，５２，５３の洗浄に上記実施形態のシリンダヘッド洗浄装置２０やシリンダヘッド洗浄方法を適用しても良い。この場合にも、図２１〜図２３の図中矢印に示すように、大空間部に連通する砂抜き孔１６を排出孔部とした場合に、その排出孔部の両側にある砂抜き孔１６を選択して第１洗浄ノズル２８を第１停止位置まで挿入すると共に、排出孔部の第１洗浄ノズル２８を第２停止位置で停止させ、洗浄を実施すると良い。そして、洗浄時には、選択した砂抜き孔１６に挿入した第１洗浄ノズル２８を正方向Ｋと逆方向−Ｋに切り替えて回転（但し、第３洗浄ノズル３４Ａ，３４Ｂについては揺動）させることによって、複数の狭小空間部を狙って洗浄液を噴出して洗浄すると良い。このようにして選択した砂抜き孔１６から第１洗浄ノズル２８を挿入して洗浄を実施したら、選択した砂抜き孔１６の第１洗浄ノズル２８を第１停止位置から第２停止位置まで後退させ、選択しなかった砂抜き孔１６の第１洗浄ノズル２８を第２停止位置から第１停止位置まで進行させ、洗浄を実施すると良い。このようにして、第１洗浄ノズル２８を順次砂抜き孔１６に挿入して洗浄を行うことにより、シリンダヘッド５１〜５３のウォータジャケット全体が満遍なく洗浄される。
【０１０７】
例えば、上記実施形態では、第１洗浄ノズル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを砂抜き孔１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに対応して設け、上下垂直方向にのみ移動させるようにした。これに対して、第１洗浄ノズル２８を上下垂直方向と左右及び前後水平方向に移動可能に設け、第１洗浄ノズル２８を左右及び前後水平方向に移動させて選択した孔部上に配置し、第１洗浄ノズル２８を下降させて選択した孔部に挿入するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施形態に係り、シリンダヘッドのシリンダカバーに接触する面（上面）側から見た上面図である。
【図２】図１に示すシリンダヘッドのシリンダボディに接触する面（下面）側から見た下面図である。
【図３】図１に示すシリンダヘッドを図１に示す矢印Ａ方向から見た側面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図１に示すシリンダヘッドを洗浄する洗浄装置の概略構成図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】図６に示す洗浄液排出部材の外観斜視図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ断面図である。
【図１０】図１に示すシリンダヘッドと図６に示す第１〜第３洗浄ノズルとの位置関係を示す図である。
【図１１】図１に示すシリンダヘッドと図６に示す第１〜第３洗浄ノズルとの位置関係を示す図である。
【図１２】図１に示すシリンダヘッドのウォータジャケットを洗浄する動作の概略を示すタイミングチャートである。
【図１３】第１工程における駆動モータの動作関係を詳細に示すタイミングチャートである。
【図１４】第２工程における駆動モータと揺動装置の動作関係を詳細に示すタイミングチャートである。
【図１５】図６に示す洗浄装置がシリンダヘッドを洗浄する洗浄パターンの一例を概念的に示す図である。洗浄工程毎に段を変えて洗浄液を噴出する方向を矢印で示し、洗浄方法を記載する。
【図１６】図１に示すシリンダヘッドを気中洗浄した場合の洗浄液の流速をシュミレーションした結果を示す図である。
【図１７】図１に示すシリンダヘッドを気中洗浄した場合の洗浄液の流れ分布をシュミレーションした結果を示す図である。
【図１８】図１に示すシリンダヘッドを疑似水中洗浄した場合の洗浄液の流速をシュミレーションした結果を示す図である。
【図１９】図１に示すシリンダヘッドを疑似水中洗浄した場合の洗浄液の流れ分布をシュミレーションした結果を示す図である。
【図２０】図１９のＦ−Ｆ断面図である。
【図２１】図６に示す洗浄装置によって３気筒のシリンダヘッドを洗浄する洗浄パターンの一例を示す概念図である。洗浄工程毎に段を変えて洗浄液を噴出する方向を矢印で示し、洗浄方法を記載する。
【図２２】図６に示す洗浄装置によって５気筒のシリンダヘッドを洗浄する洗浄パターンの一例を示す概念図である。洗浄工程毎に段を変えて洗浄液を噴出する方向を矢印で示し、洗浄方法を記載する。
【図２３】図６に示す洗浄装置によって６気筒のシリンダヘッドを洗浄する洗浄パターンの一例を示す概念図である。洗浄工程毎に段を変えて洗浄液を噴出する方向を矢印で示し、洗浄方法を記載する。
【図２４】従来のシリンダヘッド洗浄方法を説明する図である。（ａ）は第１洗浄工程を示し、（ｂ）は第２洗浄工程を示し、（ｃ）は第３洗浄工程を示す。
【図２５】従来のシリンダヘッド洗浄装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  シリンダヘッド
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ  スパークプラグ孔
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ  燃焼室
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ  インテークポート
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  エキゾーストポート
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ  冷却水連通路（孔部）
１３  ウォータジャケット口（孔部）
１４  冷却水出力口（孔部）
１５  ウォータジャケット
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ  砂抜き孔（孔部）
２０  シリンダヘッド洗浄装置
２２  載置台
２３  洗浄液排出部材
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ  第１流路
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ  第２流路
２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ  第１洗浄ノズル
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  駆動モータ（駆動手段）
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ  第２洗浄ノズル
３４Ａ，３４Ｂ  第３洗浄ノズル
４０Ａ，４０Ｂ  揺動装置
ＺＡ１〜ＺＤ４  狭小空間部
ＹＡ〜ＹＥ  大空間部
Ｘ１  第１停止位置
Ｘ２  第２停止位置
【図１】
0004832415.tif 000002
【図２】
0004832415.tif 000003
【図３】
0004832415.tif 000004
【図４】
0004832415.tif 000005
【図５】
0004832415.tif 000006
【図６】
0004832415.tif 000007
【図７】
0004832415.tif 000008
【図８】
0004832415.tif 000009
【図９】
0004832415.tif 000010
【図１０】
0004832415.tif 000011
【図１１】
0004832415.tif 000012
【図１２】
0004832415.tif 000013
【図１３】
0004832415.tif 000014
【図１４】
0004832415.tif 000015
【図１５】
0004832415.tif 000016
【図１６】
0004832415.tif 000017
【図１７】
0004832415.tif 000018
【図１８】
0004832415.tif 000019
【図１９】
0004832415.tif 000020
【図２０】
0004832415.tif 000021
【図２１】
0004832415.tif 000022
【図２２】
0004832415.tif 000023
【図２３】
0004832415.tif 000024
【図２４】
0004832415.tif 000025
【図２５】
0004832415.tif 000026