(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルフロッキング剤が塗布された、雄ねじの先端を洗浄剤に浸漬することにより先端部分を洗浄する洗浄方法において、洗浄液に超音波振動を与えかつ、雄ねじには微振動を与えながら洗浄液に浸漬することを特徴とする雄ねじ先端部の洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄剤が有機溶剤である請求項１に記載の雄ねじ先端部の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネジ、ボルト、ビスなどの螺合により結合する部材（以下、単にネジ、ボルトという）の雄ねじ先端部の洗浄方法に関するものであり、さらに詳しくはそれらに塗布されるセルフロッキング剤を除去し洗浄する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セルフロッキング剤とはネジ、ボルトなどのねじ部にあらかじめ塗布しておくことにより、使用時すなわち締結時に締結力を向上させるものである。セルフロッキング剤はエポキシや嫌気硬化性などの化学反応性の密封剤、接着剤である。セルフロッキング剤はそのほとんどが乾燥被膜であり、ねじ部のねじ溝に塗布される。
【０００３】
かつてはネジやボルトを締め込む前に液状のロック剤を塗布することが行われていた。手作業による塗布は作業行程が頻雑になりコスト高になるため、あらかじめネジやボルトなどの締結部材にセルフロッキング剤を塗布してあるものの方が、より能率的な作業が可能になる。そこで、既にセルフロッキング剤を塗布した締結部材が販売されるに至っている。
【０００４】
ボルトやネジのねじ部にセルフロッキング剤を塗布する方法としてボルト等の締結部材の頭部をクランプ等の締め付け具によって支持固定したり、磁石を利用して金属製ボルトの頭部を保持することによりボルト、ネジを支持して、雄ねじのねじ部を先端から直接セルフロッキング剤に浸漬することにより塗布している。
【０００５】
この方法では当然のことながらセルフロッキング剤層に浸漬した箇所すべてにセルフロッキング剤が塗布される。すなわち、ボルトやネジなど雄ねじのねじ部の先端部分にもセルフロッキング剤が塗布される。雄ねじの先端部分にセルフロッキング剤が塗布されている場合、使用時に雄ねじをネジ穴など雌ねじに挿入しようとするとセルフロッキング剤の被膜の厚さのため雄ねじと雌ねじのネジ山が噛み合わず、ネジ穴に挿入しづらいという欠点がある。そのためロボットなどによる自動化には不適切であった。他の欠点として、ボルトの先端部にセルフロッキング剤が塗布されていると仮締め付け行程で反応してしまいネジが硬化してしまうということが挙げられる。それら欠点を回避するためには雄ねじの先端部分にはセルフロッキング剤を塗布しないことが必要とされる。すなわち、セルフロッキング剤を塗布する箇所は雄ねじの頭部と先端部分の中間の部分のみに塗布され、先端部分には存在しないような塗布形態が望まれていた。
【０００６】
上記のような塗布形態を達成する方法として例えば、実公昭６２−２３５６８号公報に示される装置による塗布方法が知られている。この装置は傾斜方向に支持されたレールと、当該レールの途中で回転自在に支持された上下一対のロールとを備え、下方に配置されたロールの一部がセルフロッキング剤に浸漬されて当該ロールの外周面に材料が付着可能に設けられロール間をボルトが転動しながら通過することで、当該ボルトのネジ領域に材料の塗布が可能になるものである。
【０００７】
また、特開平８−１３１９１７号公報では傾斜方向に延びるレールにそってボルトが順次供給可能に設けられ、レールの途中には前記ボルトを上下方向から挟み込むことのできる第１及び第２の回転体が配置されている。第１及び第２の回転体の間に入り込んだボルトは第２の回転体の外周面に付着された液体材料がボルトの外周面に塗布されるものである。これらの塗布装置はボルトを円周方向に回転させながら雄ねじの中腹部にセルフロッキング剤を直接転写塗布するものである。転写させるためのロールの幅を変化させることによりセルフロッキング剤の塗布幅を調節できるものである。また、ロールの位置を変化させることによりボルトに転写する位置も調整することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の塗布装置は装置が複雑であるばかりでなく、同じ種類の締結部材を多数塗布する場合は効率がよいが、少量多品種の生産にはネジの種類やねじ頭部の形状に合わせてその都度部品の交換や調整が必要である。特にネジ山のピッチに合わせて回転体の速度や、張力を調整する必要があり、その調整操作にも熟練が必要である。
【０００９】
少量多品種のネジ、ボルトの生産にはディッピング法とよばれている、セルフロッキング剤に直接浸漬することによる塗布方法が最も効率がよい。該塗布方法は雄ねじの先端部分にも塗布されてしまうため先端部分のみ除去してやればよい。セルフロッキング剤の除去の方法はセルフロッキング剤が液状である場合には拭き取る方法が考えられるが、ねじ溝（ねじ山とネジ山の間の谷部）内部を拭き取ることは容易ではなく、また、拭き取った後もねじ溝を伝って垂れ流れてしまったりして先端部から完全に除去することは難しい。また、セルフロッキング剤を除去する別の方法として有機溶剤などの洗浄液に先端部分のみを浸漬することにより、先端部分を除去洗浄することが行われている。
【００１０】
しかし、セルフロッキング剤が乾燥する前であれば洗浄液に浸漬することにより容易に除去することができるがセルフロッキング剤が乾燥固化してしまうと上記の方法では完全に除去することが困難になる。特にねじ溝に入り込んだセルフロッキング剤を完全に除去することができない。これは液面に近い部分ほど除去しづらくなる。例えば、ねじの先端から１０ｍｍの部分を除去洗浄しようとすると先端から３ｍｍの部分はネジ山もネジ溝も除去できるが、残り７ｍｍの部分はネジ山部分は除去可能であるが、ネジ溝部は完全には除去できない。
【００１１】
洗浄液に浸漬する際に超音波振動などの手段を付加することによりある程度、洗浄効率を向上させることができる。しかし、超音波振動を強くすると洗浄液の液面が波打ったり、液面から波飛沫が立ったりして洗浄液面が一定水位にならず、セルフロッキング剤の除去面と非除去面が直線状にならなず、均一ではない。洗浄液が波打って波飛沫が立った状態を小ビスなど小さい雄ねじに狭い幅でセルフロッキング剤を塗布したい場合に適用すると、除去したくない箇所に洗浄液が付着してしまい、セルフロッキング剤を除去してしまう。セルフロッキング剤の塗布幅が一定にならずに製品の規定寸法塗布幅管理不可能であり製品がばらつく原因となる。また、小ビスでない場合であっても塗布されたものが一定でないため外観が悪く商品価値を悪くすることもある。よって、超音波振動を一定値より強くすることはできず、超音波による洗浄力向上には限界がある。
【００１２】
また、洗浄液がセルフロッキング剤を溶解または分解して除去するため、洗浄を繰り返すと洗浄液が汚れてくる。汚染された洗浄液を使用すると、ボルトやネジの洗浄面に再付着して、完全に洗浄、除去できない。そのため、連続的に洗浄液を循環させて濾過や吸着により汚染された洗浄液を清浄な状態に保つか、バッチ式に新しい洗浄液と交換することにより汚染された溶剤による締結部材の洗浄を避けることができる。しかし、常に全く汚染されていない溶剤での洗浄は不可能であるため、洗浄後の締結部材をよく見るとセルフロッキング剤成分が付着しているものも混じってしまうことがあった。特にセルフロッキング剤はマイクロカプセルを含有しているものが多くマイクロカプセルは洗浄部に再付着しやすい。
【００１３】
洗浄液は濾過や吸着により清浄度をある程度回復することはできるが完全に清浄な状態にするには蒸留や電気処理などの特殊な処理が必要になる。従来の締結部材の除去方法では常に上記のような特殊な処理による洗浄液の清浄化をしなければならなかった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そのような欠点を改良すべく鋭意検討をした結果、本発明による洗浄方法によりネジを洗浄することにより従来の欠点を克服することができる。その方法とはセルフロッキング剤が塗布された、雄ねじの先端を洗浄剤に浸漬することにより先端部分のみを洗浄する洗浄方法において、洗浄液に超音波振動を与えかつ、雄ねじには微振動を与えながら洗浄液に浸漬することを特徴とする物品の洗浄方法である。
【００１５】
洗浄液は被洗浄物質の材質や除去される物質の種類により適するものを選択されるが例えば炭化水素系溶剤、塩素系溶剤、エステル系溶剤などの有機溶剤が好適に用いられる。有機溶剤の例はトルエン、キシレン、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、塩化メチレン、酢酸エチル、メチルアミルアセテート、メチルセロソルブ、カルビトール、ヘキサンなどが挙げられる。また、洗浄により除去される物質が水溶性のもの、液状の疎水性物質である場合には界面活性剤や酸性物質または塩基性物質などが添加された水を使用することもできる。
【００１６】
洗浄槽に充填される洗浄液は常に水位を一定にすることが好ましい。水位を一定にするには水槽にセンサーを設けたり、水位穴からオーバーフローするように洗浄液を循環させてもよい。
【００１７】
洗浄槽に貯液された洗浄液に超音波振動を与える手段としては洗浄槽の底部に超音波振動子を配設することにより達成することができる。超音波振動子は公知のものが使用される。超音波振動の周波数は２５〜４０ｋＨｚが好ましい。超音波振動の出力は洗浄槽の形状、容量、液面までの距離などにより一概には決定することはできないが、洗浄液の液表面が波を打たないように決定されなければならない。超音波の出力は大きいほど洗浄力が向上するが、出力を上げすぎると洗浄液の液表面が振動して波を打ったり洗浄液がはね上がったりするので、好ましくない。
【００１８】
ネジやボルトの先端部分を洗浄液に浸漬する方法として以下の手段が挙げられる。ネジやボルトの頭部を電磁石やクランプなどの保持治具により保持した状態で、保持治具を下方に移動して洗浄液に浸漬する。下方への移動距離を適切にすることにより先端部分をのみを洗浄液に浸漬することができる。また、ネジやボルトを保持する別の方法としてパンチパネル方式とよばれるものがあり、パネルにネジ、ボルトの径と略同寸法の穴をあけ、該穴に上方からネジ、ボルトを通すことにより保持することもできる。ネジ、ボルトを保持する手段として複数のネジ、ボルトを同時に保持できるようにすると一度の洗浄工程で複数のネジ、ボルトを処理することができる。
【００１９】
前述した保持手段はネジやボルトのセルフロッキング剤塗布行程でも使用できる。すなわち、ネジ、ボルトを保持した状態でセルフロッキング剤を塗布しその後、保持治具から取り外すことなく上述のように洗浄工程を行うことができる。
【００２０】
ネジやボルトなどの雄ねじに微振動を与える方法としては上述した保持治具に微振動を与えネジやボルトに間接的に微振動を与える方法が挙げられる。微振動は５〜１００Ｈｚの周波数が好ましい。５Ｈｚ以下では洗浄効果が向上せず、１００Ｈｚ以上では洗浄液が波打ってしまい好ましくない。微振動の振幅は洗浄液の液面が波打たない程度にしなければならない。また、洗浄液に超音波洗浄をかけたときにお互いの振動が干渉を起こし洗浄液が波を生じる場合があるのでこれを避けるような周波数、振幅を選択しなければならない。
【００２１】
ここで、本発明でいうセルフロッキング剤とはネジやボルトなどの螺合部分にあらかじめ塗布されたものであり、ネジのゆるみ止めなどの効果を果たすものである。セルフロッキング剤の原理は混合することにより化学反応を起こして重合硬化する物質をマイクロカプセルの内と外に存在させ、ネジ、ボルトの締め込み時に螺合部の摩擦圧力によりマイクロカプセルが破壊され、これらが重合する。セルフロッキング剤は有機溶剤に希釈されてネジ、ボルトに塗布され乾燥されるもの、水性のものなど、公知であり、例えば特開平２−２４８４８５号公報、特開平５−１７７２３号公報などに記載されている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
【実施例】
実施例１：ステンレス製の洗浄容器（内径２００×２００×高さ９５ｍｍ）の底部には超音波振動子が３×３で計９個設置されている。容器内に洗浄液としてエチルメチルケトンを３．６リットル充填した。超音波振動子は発信回路および電力増幅回路が接続されており数十ｋＨｚ程度の周波数の信号を発信出力し、発信回路から出力された信号は電力増幅回路に入力されて増幅される。この電力増幅回路において増幅された信号が超音波振動子に印加されこれによって超音波振動子が振動される。
【００２３】
洗浄されるボルトはＭ１０ネジの長さ３０ｍｍを使用した。ボルトにはマイクロカプセルを含有したアクリル系セルフロッキング剤（スリーボンド社製スリーボンド２４０６）が、ねじ部の先端から座面方向に１３ｍｍ塗布されており、乾燥固化している。該ボルトは厚さ５ｍｍのアルミ製パネルに約１１ｍｍの穴があけられておりその穴にパネル上面から下方向に向かってボルトが挿入されている。パネルを洗浄槽上部から下方向に移動させ、ボルトのねじ部を洗浄液に浸漬した。ボルトの先端部から４ｍｍの部分が洗浄液に浸漬するようにパネルを保持した。
【００２４】
ボルトを保持するパネルはパネル固定具を介して微振動発生装置が取り付けられている。微振動発生装置はＢＦ−１００Ｐ（アイデックス株式会社製）を使用した。該微振動発生装置はパネル固定具に加振ヘッドが取り付けられており、この微振動はパネルに伝導され、その微振動はボルトに伝導される。
【００２５】
ボルトの微振動は５０Ｈｚで振幅は２ｍｍＰ−Ｐに設定して、洗浄液の超音波は洗浄液が波を打たない範囲で最も高出力に設定した。ボルト先端部を洗浄液に３０秒浸漬させることによりボルトの先端部を洗浄した。これらの設定では両方の振動を組み合わせてみても洗浄液の液面が波打ったり液跳ねが起こったりすることはなかった。
【００２６】
固定パネルを洗浄液から取り出し、ボルトから洗浄液が乾燥してからボルトを洗浄機から取り外した。ボルトのセルフロッキング剤の除去、洗浄具合を確認したところ、２０本中すべてにおいて先端の洗浄部分はセルフロッキング剤の跡はなく、きれいに洗浄されていた。また、セルフロッキング剤と除去された部分の境界はまっすぐであった。
【００２７】
実施例２：上記の実施例と同様にＭ２のネジ（ネジ長さ１０ｍｍ）を使用した。該ネジには先端部から５ｍｍの長さでセルフロッキング剤が塗布してある。洗浄液に浸漬する距離はネジの先端部から２ｍｍとした。洗浄の条件は実施例１と同様にして行った。その結果、５０本中すべてにおいて先端の洗浄部分はセルフロッキング剤の跡はなく、きれいに洗浄されていた。また、セルフロッキング剤と除去された部分の境界はまっすぐであった。セルフロッキング剤の塗布幅を比べてみてもどのネジも一様であった。
【００２８】
実施例３：洗浄液を交換することなく実施例１と同じ条件で洗浄を１０回行った。洗浄液はセルフロッキング剤の色である赤色になった。１０回目の洗浄工程であっても５０本中すべてにおいて先端の洗浄部分はセルフロッキング剤の跡はなく、きれいに洗浄されていた。
【００２９】
比較例１：実施例２と同様のネジを使用して、浄液に超音波振動をかけずに、残りの条件は実施例２と同様に洗浄を行った。その結果、５０本中の４８本はネジ先端の洗浄部分には一部のねじ溝に除去されずにセルフロッキング剤が残存していることが目視で確認できた。
【００３０】
比較例２：実施例２と同様のネジを使用して、ネジに微振動をかけずに、残りの条件は実施例２と同様に洗浄を行った。その結果、５０本中の４４本はネジ先端の洗浄部分には一部のねじ溝に除去されずにセルフロッキング剤が残存していることが目視で確認できた。
【００３１】
比較例３：実施例２と同様のネジを使用して、ネジに微振動をかけずに、また、超音波振動の出力を実施例２の２倍にして、残りの条件は実施例２と同様に洗浄を行った。洗浄液の液面は振動しており波しぶきがたっていた。その結果、５０本中の１４本はネジ先端の洗浄部分には一部のねじ溝に除去されずにセルフロッキング剤が残存していることが目視で確認できた。また、５０本中すべてにおいてセルフロッキング剤と除去された部分の境界はギザギザになっていた。このためセルフロッキング剤の塗布幅を比べてみると塗布幅にむらがあることが確認できた。
【００３２】
比較例４：浄液を交換することなく実施例１と同じ条件で洗浄を９回行った。洗浄液はセルフロッキング剤の色である赤色になった。その後、１０回目の洗浄はボルトに微振動をかけずに洗浄を行った。その結果、５０本中すべてにマイクロカプセルなどの異物の付着が認められた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の構成によれば洗浄液の液面を波立たせることなく洗浄力を高めることができる。これによりセルフロッキング剤が固化してしまったネジやボルトでもねじの溝部に入り込んだものまで除去することができる。さらに、洗浄液が波立たなく、洗浄液表面まで洗浄効果が発揮するため洗浄除去したい箇所を正確に定めることができる。よって、除去した部分と除去していない部分の境界がはっきりとしているため、製品の見栄えがよいばかりでなく、小ネジなどのセルフロッキング剤の塗布幅が小さいものであってもセルフロッキング剤の塗布量の正確な管理が可能であり製品の安定化が可能である。
【００３４】
そのため、本発明でセルフロッキング剤を除去したボルト、ネジは雌ねじに締め込む際に締め込みやすいものとなり、その締め付け力はバラツキがなく安定したものとなる。また、本発明を使用すると、ネジやボルトに一本づつ直接塗布する従来の方法に比べ低コストかつ高生産性でセルフロッキング剤を塗布したネジ、ボルトを生産することができる。
【００３５】
さらに通常、洗浄液が汚染されてくると洗浄した部分に洗浄剤からの汚れが再付着するが、本発明の洗浄方法で洗浄すると従来の洗浄方法に比べて汚れが再付着することが少ない。このため、洗浄液を交換したり洗浄液の濾過などの負担を低減することができる。