(57)【要約】【課題】従来周知のねじを使用し、低コストで製品の易解体化を図ることができる技術を提供する。【解決手段】ねじ軸部１１を被締結部材３のねじ挿通穴３１に挿通させ、ねじ頭部１２をワッシャー２を介して被締結部材３に圧接するようにねじ軸部１１を基材４にねじ込むことによって被締結部材３と基材４とを締結する締結構造であって、ワッシャー２は、形状回復温度に加熱すると形状回復してその内径がねじ頭部１２の外径よりも大きくなるように形状記憶された形状記憶材料からなり、一方、ねじ挿通穴３１は、ねじ頭部１２の径よりも大きく形成されている。ワッシャー２には、ねじ頭部１２もしくは被締結部材３と接する面の少なくとも一方の面に突起部が形成されたものであってもよい。また、形状記憶材料としては、形状記憶合金もしくは形状記憶樹脂が用いられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸部を被締結部材に形成されたねじ挿通穴に挿通させ、ねじ頭部をワッシャーを介して被締結部材に圧接するように上記ねじ軸部を基材にねじ込むことによって被締結部材と基材とを締結する締結構造であって、
上記ワッシャーは、形状回復温度に加熱すると形状回復してその内径が上記ねじ頭部の外径よりも大きくなるように形状記憶された形状記憶材料からなり、一方、上記ねじ挿通穴は、ねじ頭部の径よりも大きく形成されたことを特徴とする締結構造。
【請求項２】
ねじ軸部を被締結部材に形成されたねじ挿通穴に挿通させ、ねじ頭部をワッシャーを介して被締結部材に圧接するように上記ねじ軸部を基材にねじ込むことによって被締結部材と基材とを締結する締結構造であって、
上記ワッシャーは、形状回復温度に加熱すると形状回復してその外径が上記ねじ挿通穴の径よりも小さくなるように形状記憶された形状記憶材料からなり、一方、上記ねじ挿通穴は、前記ねじ頭部の径よりも大きく形成されたことを特徴とする締結構造。
【請求項３】
前記被締結部材に接する側の前記ワッシャーのエッジには、少なくとも最小径が前記ねじ挿通穴の径よりも小さい面取り部が形成されたことを特徴とする請求項２記載の締結構造。
【請求項４】
前記被締結部材に接する側の前記ワッシャーの面には、前記ねじ挿通穴に挿入可能な段付き部が形成されたことを特徴とする請求項２記載の締結構造。
【請求項５】
前記ワッシャーには、前記ねじ頭部もしくは前記被締結部材と接する面の少なくとも一方の面に突起部が形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の締結構造。
【請求項６】
前記形状記憶材料は、形状記憶合金であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の締結構造。
【請求項７】
前記形状記憶材料は、形状記憶樹脂であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の締結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、様々な分野で広く使用されているねじを用いた締結構造に関し、特にテレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコン等のリサイクル適用商品への適用に好適な締結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電化製品などの部品の締結にはねじを使用しているのが一般的である。そして、このようにねじを用いて締結した部品の解体を容易にするための従来の一例として以下のような締結構造を採用していた。
【０００３】
ねじをＴｉ−Ｎｉ合金等の形状記憶合金で構成し、ねじの形状記憶処理時の雄ねじ形成部の外径を、形成後の雄ねじ部が螺合する雌ねじ部の内径より小さく形成する。そして、塑性変形により上記雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を形成することで、解体容易なねじやボルト及びナットを提供することにより、解体時の労力、コストを低減させ、かつリサイクル化を容易になし得るようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、上記特許文献１においては、加熱することによりねじが形状記憶された形状に戻り締結が外れることを利用している。この場合は、ねじの部材は１つ（雄ねじ）であり、雄ねじと雌ねじ（ナット）との間での形状記憶特性を用いた加熱分離を目的としていた。その場合、ねじの山径と谷径の関係から、雄ねじが雌ねじ（ナット）からはずれるのに必要な歪回復率を求めると約２０％前後となるが、Ｔｉ−  Ｎｉ合金（歪回復率８％）を雄ねじと雌ねじに採用しても１６％（８％×２）にしかならない。このため、実際にはねじを容易にはずすことができず、解体が困難となっていた。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するものとして、本出願人により特願２００２−２２３４０９号に記載された締結構造が提案されている。
【０００６】
これは、例えば図６に示すように、ねじａを、形状記憶材料製の軸部ｂ１と、頭部ｂ２とからなる第１の部材ｂと、円筒状に形成され外周面にねじ山部ｃ１を有する第２の部材ｃとで構成している。つまり、軸部ｂ１に第２の部材ｃを挿入して両者を固定することによってねじａを構成しており、このねじａを図７に示すように、締結目的部材である一方の部材ｄの挿入穴ｄ１に挿通させて他方の部材ｅにねじ込むことによって両者を締結している。
【０００７】
そして、第１の部材ｂの軸部ｂ１を加熱により縮径させ、これにより第１部材ｂを第２部材ｃから抜き取って分離させることで、一方の部材ｄと他方の部材ｅとを容易に解体するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−６１３４６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したねじａの場合、第１の部材ｂは原理的には軸部ｂ１の加熱時最低限変形が必要な部分のみ形状記憶材料で作られていれば良いが、実際には強度確保や生産工程簡略化のため、第１の部材ｂ全体が形状記憶材料製で一体ものとして作られていることが望まれる。
【００１０】
その反面、形状記憶材料は一般に高価なため、第１の部材ｂ全体をすべて形状記憶材料製とすると、ねじの価格が高くなってしまうという問題が発生する。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来周知のねじを使用し、低コストで製品の易解体化を図ることができる技術を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ねじ軸部を被締結部材に形成されたねじ挿通穴に挿通させ、ねじ頭部をワッシャーを介して被締結部材に圧接するように上記ねじ軸部を基材にねじ込むことによって被締結部材と基材とを締結する締結構造であって、上記ワッシャーは、形状回復温度に加熱すると形状回復してその内径が上記ねじ頭部の外径よりも大きくなるように形状記憶された形状記憶材料からなり、一方、上記ねじ挿通穴は、ねじ頭部の径よりも大きく形成されたことを特徴とする締結構造が得られる。
【００１３】
また、本発明によれば、ねじ軸部を被締結部材に形成されたねじ挿通穴に挿通させ、ねじ頭部をワッシャーを介して被締結部材に圧接するように上記ねじ軸部を基材にねじ込むことによって被締結部材と基材とを締結する締結構造であって、上記ワッシャーは、形状回復温度に加熱すると形状回復してその外径が上記ねじ挿通穴の径よりも小さくなるように形状記憶された形状記憶材料からなり、一方、上記ねじ挿通穴は、前記ねじ頭部の径よりも大きく形成されたことを特徴とする締結構造が得られる。
【００１４】
前記被締結部材に接する側の前記ワッシャーのエッジには、少なくとも最小径が前記ねじ挿通穴の径よりも小さい面取り部が形成されたものであってもよい。
【００１５】
前記被締結部材に接する側の前記ワッシャーの面には、前記ねじ挿通穴に挿入可能な段付き部が形成されたものであってもよい。
【００１６】
前記ワッシャーには、前記ねじ頭部もしくは前記被締結部材と接する面の少なくとも一方の面に突起部が形成されたものであってもよい。
【００１７】
前記形状記憶材料は、形状記憶合金であってもよい。
【００１８】
前記形状記憶材料は、形状記憶樹脂であってもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の締結構造の第１実施形態を示した図である。
【００２０】
この締結構造は、ねじ軸部１１とねじ頭部１２とからなる従来周知のねじ１を用いて被締結部材３と基材４とを締結する構造であり、具体的には、図１（ａ）に示すように、ねじ軸部１１を被締結部材３に形成されたねじ挿通穴３１に挿通させ、ねじ頭部１２をワッシャー２を介して被締結部材３に圧接するように上記ねじ軸部１１を基材４のねじ穴４１にねじ込むことによって被締結部材３と基材４とを締結するようにしている。
【００２１】
ここで、上記ワッシャー２は、形状記憶材料からなり、形状回復温度に加熱すると形状回復してその内径がねじ頭部１２の外径よりも大きくなるように形状記憶されたものが用いられている。
【００２２】
上記形状記憶材料としては、具体的には形状記憶合金、形状記憶樹脂などが用いられ、以下のような方法などによってワッシャー２を製造するようにしている。
【００２３】
形状記憶合金を使用する場合には、形状記憶合金製の板材から所望の形状に打ち抜いた物に形状記憶処理を施し、その後、塑性加工を加え径を調整する方法や、あるいは、粉末冶金、焼結、溶融鋳造などの方法により所望の形状に成形された物に形状記憶処理を施し、その後、塑性加工を加え径を調整する方法などにより製造するようにしている。
【００２４】
また、形状記憶樹脂を使用する場合は、形状記憶処理済の形状記憶樹脂製板材から所望の形状に打ち抜いた物、あるいは射出成形により所望の形状に成形され形状記憶された物を加熱し、軟化させた状態で変形を加えて径を調整し、冷却してその形状を保持させる方法などにより製造するようにしている。
【００２５】
一方、上記ねじ挿通穴３１は、ねじ頭部１２の径よりも大きく形成されている。
【００２６】
なお、形状回復前のワッシャー１の外径は、上述したように当該ワッシャー２を介してねじ１により被締結部材３と基材４とを締結することから、ねじ挿通穴３１の径よりも大きいのは言うまでもない。
【００２７】
そして、このような締結構造とすることで、図１（ａ）に示すように被締結部材３と基材４とを締結した状態で、ワッシャー２を形状回復温度まで加熱すると、該ワッシャー２の内径が拡大して前記ねじ１のねじ頭部１２の径よりも大きくなる［図１（ｂ）参照］。このように加熱してワッシャー２を形状回復させる際には、ねじ１を若干緩めて行えばよい。
【００２８】
従って、ねじ頭部１２の径よりも大きいねじ挿通穴３１を通じて当該ねじ頭部１２から被締結部材３を抜き取ることで、図１（ｃ）に示すように被締結部材３を基材４から容易に分離することができ、これによりこのような締結構造を採用した製品の解体を低コストで容易に行うことができる。つまり当該製品の易解体化を図ることができる。
［第２実施形態］
図２は、本発明の締結構造の第２実施形態を示した図である。
【００２９】
この締結構造は、前述した第１実施形態で説明したワッシャー２に代えてワッシャー５を用いたもので、ワッシャー５は、前述したワッシャー２と同様な形状記憶材料からなり、形状回復温度に加熱すると形状回復してその外径がねじ挿通穴３１の径よりも小さくなるように形状記憶されたものが用いられている。
【００３０】
また、上記ねじ挿通穴３１も前記第１実施形態と同様にねじ頭部１２の径よりも大きく形成されているとともに、他の構成も前記第１実施形態と同様であり、第１実施形態で説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明は省略する。
【００３１】
なお、形状回復前のワッシャー１の外径は、上述したように当該ワッシャー２を介してねじ１により被締結部材３と基材４とを締結することから、ねじ挿通穴３１の径よりも大きいのは言うまでもない。
【００３２】
そして、このような締結構造とすることで、図２（ａ）に示すように被締結部材３と基材４とを締結した状態で、ワッシャー５を形状回復温度まで加熱すると、該ワッシャー５の外径が縮小して前記ねじ１のねじ挿通穴３１の径よりも小さくなる［図２（ｂ）参照］。このように加熱してワッシャー２を形状回復させる際には、ねじ１を若干緩めて行えばよい。
【００３３】
従って、ねじ頭部１２の径よりも大きいねじ挿通穴３１を通じて当該ねじ頭部１２から被締結部材３を抜き取ることで、図２（ｃ）に示すように被締結部材３を基材４から容易に分離することができ、これによりこのような締結構造を採用した製品の解体を低コストで容易に行うことができる。つまり当該製品の易解体化を図ることができる。
【００３４】
また、この第２実施形態に示したような外径が縮小するように形状記憶されたワッシャー５の場合には、図３に示すように、被締結部材３に接する側のワッシャー５のエッジに最小径がねじ挿通穴３１の径よりも小さい面取り部５１を設ければよい。
【００３５】
このように面取り部５１を設けることで、▲１▼ワッシャー５の位置決めが容易となる。▲２▼ワッシャー５の加熱時の形状回復の方向が、締結力を緩和する方向である為、形状回復し易い。▲３▼加熱後の解体時に、ワッシャー５がねじ挿通穴３１に引っかかりにくくなり抜け易いなどの効果を得ることができる。
【００３６】
また、図４に示すように被締結部材３に接する側のワッシャー５の面に段付き部５２を設けてもよい。この段付き部５２は、ねじ挿通孔３１の径に対してやや小さいのが好ましく、図４では面取り部５１の最少径と同じ径に形成されている。これによって取り付け精度をより高めることができるとともに、段付き部５２の分だけ厚肉にできるため強度を高めることができる。
【００３７】
なお、面取り部５１を形成することなく、ワッシャー５に段付き部５２だけを形成してもよい。
【００３８】
さらに、第１、第２実施形態のいずれについても、図５に示すように、ワッシャー２、５のねじ頭部１２もしくは被締結部材３と接する面、またはその両面に突起部５３を設けてもよい。突起部５３は、例えば図５に示すように矩形状のものを９０°間隔で放射状に４つ設ければよい。
【００３９】
このように突起部５３を設けることで、ねじ頭部１２もしくは被締結部材３と接する面、またはその両面との接触面積を小さくして、より低負荷でワッシャー２、５を形状回復させることが可能となる。
【００４０】
ところで、突起部５３を設けるワッシャーの面としては、図１及び図２に示すワッシャー２、５については、ねじ頭部１２もしくは被締結部材３と接する面、またはその両面に設ければよく、図３及び図４に示すワッシャー５については、ねじ頭部１２に接する面に設ければよい。つまり、ねじ頭部１２もしくは被締結部材３と接する面の少なくとも一方の面に突起部５３を設ければよい。
【００４１】
なお、突起部５３の数及び形状は、図５に示すものに限らず、上述した効果が良好に得られるように適宜に決定すればよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、形状回復温度に加熱すると形状回復してその内径がねじ頭部の外径よりも大きくなるように形状記憶された形状記憶材料製のワッシャー、又は形状回復温度に加熱すると形状回復してその外径がねじ挿通穴の径よりも小さくなるように形状記憶された形状記憶材料製のワッシャーを介してねじにより被締結部材と基材とを締結する締結構造にすることで、従来周知のねじを使用して、低コストで製品の易解体化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の締結構造の第１実施形態の一例を示す図であり、（ａ）は形状回復前のワッシャーを介してねじにより被締結部材と基材とを締結した状態を示す側面断面図、（ｂ）は加熱によりワッシャーを形状回復させた状態を示す側面断面図、（ｃ）は被締結部材と基材とを分離させる状態を示す側面断面図である。
【図２】本発明の締結構造の第２実施形態の一例を示す図であり、（ａ）は形状回復前のワッシャーを介してねじにより被締結部材と基材とを締結した状態を示す側面断面図、（ｂ）は加熱によりワッシャーを形状回復させた状態を示す側面断面図、（ｃ）は被締結部材と基材とを分離させる状態を示す側面断面図である。
【図３】本発明の締結構造の第２実施形態の一例を示す図であり、形状回復前のワッシャーを介してねじにより被締結部材と基材とを締結した状態を示す側面断面図である。
【図４】本発明の締結構造の第２実施形態の一例を示す図であり、形状回復前のワッシャーを介してねじにより被締結部材と基材とを締結した状態を示す側面断面図である。
【図５】本発明の締結構造の第１、２実施形態におけるワッシャーの一例を示す斜視図である。
【図６】従来の易解体ねじの例を示す図であり、（ａ）は斜視図，（ｂ）は側面断面図である。
【図７】図６の従来のねじを用いて締結目的部材間を締結した状態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１    ねじ
１１  ねじ軸部
１２  ねじ頭部
２  ワッシャー
３  被締結部材
３１  ねじ挿通穴
４  基材
５  ワッシャー
５１  面取り部
５２  段付き部
５３  突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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