(57)【要約】【課題】簡単な構成により、従来より具備している解体容易性に加え、ねじのゆるみ止め機能も合わせ持つねじとめねじ部品を提供すること。【解決手段】ゆるみ止め・易解体機能付ねじ１０は、異なる変態温度を持つ形状記憶材料製部品であるヘッダ１及びシャフト２を組合せることにより、２段階の温度範囲で、ゆるみ止め機能及びそれに次ぐ易解体機能の２種類の機能を順次発揮できるように構成されている。【選択図】　　　図１
2004100900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる変態温度を持つ形状記憶材料製部品を組合せることにより、２段階の温度範囲で、ゆるみ止め機能及びそれに次ぐ易解体機能の２種類の機能を順次発揮できるように構成されていることを特徴とするゆるみ止め・易解体機能付ねじ。
【請求項２】
請求項１記載のゆるみ止め・易解体機能付ねじにおいて、パイプ形状であり、外周の少なくとも一部におねじが形成されかつ径方向に内部まで貫通すると共に長さ方向の全長に渡って設けられたスリットを備えているシャフトと、径方向に内部まで貫通すると共に長さ方向の全長に渡って設けられたスリットを備えているリング状のヘッダとの組合せからなり、これらシャフトとヘッダは互い異なる変態温度を持つ形状記憶材料からなることを特徴とするゆるみ止め・易解体機能付ねじ。
【請求項３】
請求項２記載のゆるみ止め・易解体機能付ねじにおいて、前記シャフトの変態温度をＴｓ，前記ヘッダの変態温度をＴｈとしたときに、Ｔｓ＜Ｔｈの関係を有することを特徴とするゆるみ止め・易解体機能付ねじ。
【請求項４】
請求項１から３の内のいずれか一つに記載のゆるみ止め・易解体機能付ねじにおいて、前記の形状記憶材料は、形状記憶合金又は形状記憶樹脂の少なくともいずれか一方であることを特徴とするゆるみ止め・易解体機能付ねじ。
【請求項５】
請求項２から４の内のいずれか一つに記載のゆるみ止め・易解体機能付ねじにおいて、前記シャフトの頭部に、ドライバの係止部が挿入できる溝を設けたことを特徴とするゆるみ止め・易解体機能付ねじ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部材と部材を締結するために使用するねじに関し、特に家電品リサイクル等のために有効である解体容易なねじに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数部材を締結保持する解体容易なねじとして、一部又は全部が形状記憶材料で作られているパイプ形状のシャフトとリング形状のヘッダとの組合せから構成され、かつそのシャフト及びヘッダは径方向に内部まで貫通すると共に長さ方向の全長に渡ってスリットが設けられた形状となっているねじが提案されている（例えば、特許文献１、参照）。
【０００３】
図６及び図７は特許文献１によるねじを示す図で、図６（ａ）は使用時における平面図、図６（ｂ）は使用時における断面図、図７（ａ）は解体時における平面図、図７（ｂ）は解体時における断面図である。
【０００４】
図６及び図７を参照すると、易解体機能付ねじ５０は、シャフト５２と、ヘッダ１とを備えている。基本的に、シャフト５２とヘッダとは同一の形状記憶材、すなわち同一の変態温度を持つ材料が用いられる。シャフト５２の一端側には、おねじ部５５が設けられている。通常の使用時は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、重ねあわされた第１及び第２の被締結物３，４に夫々設けられた貫通孔３ａ及びネジ孔６に装着されて使用される。
【０００５】
一方、図６（ａ）及び（ｂ）の状態から加熱によりその変態温度を超える温度域になると同時に、シャフト５２は径方向に収縮しかつヘッダ１は径方向に拡張して、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ヘッダ１とシャフト５２のどちらも締結機能を喪失する方向に変形し、それぞれ解体容易となるように構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−５１２４公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の易解体機能付ねじによる締結は、一般のねじ部品による締結の場合と同様に、例えば、締結物が振動を受けた場合などにねじにゆるみが発生しやすいという欠点を有する。
【０００８】
そこで、本発明の技術的課題は、上記欠点を改善するもので、簡単な構成により、従来より具備している解体容易性に加え、ねじのゆるみ止め機能も合わせ持つねじとめねじ部品を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、異なる変態温度を持つ形状記憶材料製部品を組合せることにより、２段階の温度範囲で、ゆるみ止め機能及びそれに次ぐ易解体機能の２種類の機能を順次発揮できるように構成されていることを特徴とするゆるみ止め・易解体機能付ねじとする。
【００１０】
また、本発明は、前記ゆるみ止め・易解体機能付ねじにおいて、パイプ形状であり、外周の少なくとも一部におねじが形成されかつ径方向に内部まで貫通すると共に長さ方向の全長に渡って設けられたスリットを備えているシャフトと、径方向に内部まで貫通すると共に長さ方向の全長に渡って設けられたスリットを備えているリング状のヘッダとの組合せからなり、これらシャフトとヘッダは互い異なる変態温度を持つ形状記憶材料からなることを特徴とするゆるみ止め・易解体機能付ねじとする。
【００１１】
また、本発明は、前記ゆるみ止め・易解体機能付ねじにおいて、前記シャフトの変態温度をＴｓ，前記ヘッダの変態温度をＴｈとしたときに、Ｔｓ＜Ｔｈの関係を有することを特徴とするゆるみ止め・易解体機能付ねじとする。
【００１２】
また、本発明は、前記いずれか一つのゆるみ止め・易解体機能付ねじにおいて、前記の形状記憶材料は、形状記憶合金又は形状記憶樹脂の少なくともいずれか一方であることを特徴とするゆるみ止め・易解体機能付ねじとする。
【００１３】
また、本発明は、前記いずれか一つのゆるみ止め・易解体機能付ねじにおいて、前記シャフトの頭部に、ドライバの係止部が挿入できる溝を設けたことを特徴とするゆるみ止め・易解体機能付ねじとする。
【００１４】
要するに、本発明によるねじは、前記の従来技術のねじと比べ、その構成はほぼ同様であるが、構成部品毎に用いられるそれぞれの形状記憶材は、その変態温度が互いに異なる素材から構成されており、まず第１の昇温過程においては、ある部品を構成している形状記憶材が変形しかつその変形がねじ部品のゆるみ止め機能を増すように働き、次にさらに高温域まで昇温する第２の昇温過程においては、他の部品を構成している形状記憶材が変形しかつその変形がねじ部品の解体性を増すように働くものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１、図２、及び図３は本発明の第１の実施の形態によるゆるみ止め・易解体機能付ねじを示す図で、図１（ａ）は取付時の状態を示す平面図、図１（ｂ）は取付時の状態を示す断面図、図２（ａ）は使用時の状態を示す平面図、図２（ｂ）は使用時の状態を示す断面図、図３（ａ）は解体時の状態を示す平面図、図３（ｂ）は解体時の状態を示す断面図である。
【００１７】
図１から図３を参照すると、本発明の実施の形態によるゆるみ止め・易解体機能付ねじ１０は、部品形状としては、従来例を表す図６及び図７に示すものとほぼ同一である。ゆるみ止め・易解体機能付ねじ１０は、ヘッダ１とシャフト２とを組み合わせて、第１及び第２の被締結物に用いられている。
【００１８】
シャフト２はパイプ形状で外周の少なくとも一部におねじ部５が形成され、かつ径方向に内部まで貫通すると共に長さ方向の全長に渡って設けられたスリット２ａを備えている。シャフト２の周囲には、径方向に内部まで貫通すると共に長さ方向の全長に渡って設けられたスリット１ａを備えている。
【００１９】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、取付時の状態においては、シャフト２に設けられているおねじ部５のねじ山形状及びピッチ寸法は、相手方となる被締結物４のめねじ部６のそれと同一とし、かつおねじ部５の外径は、相手方となるめねじ部６の呼び径と同一呼び径のおねじ外径寸法より、わずかに小さい寸法を有している。
【００２０】
例えば、おねじ部５及びめねじ部６ともそのねじ山形状をＭ８，ピッチ寸法を１．２５ｍｍとしたとき、おねじ部５の外径を本来の８ｍｍではなく７．５ｍｍ程度である。このためこのねじの取付時におねじ部５をめねじ部６へねじ込む際には、低い摩擦抵抗でねじ込むことが可能となる。
【００２１】
この図１（ａ）及び（ｂ）の状態において、シャフト２の形状回復時（その変態温度をＴｓとする）の変形方向を径方向に拡張する方向になるように形成し、ヘッダ１の形状回復時（その変態温度をＴｈとする）の変形方向もやはり径方向に拡張する方向になるように形成されている。特に、ヘッダ１の変形は、変形後にシャフト２から容易に外れるくらい大きな変形量を持たせておく。また、この取付時の環境温度をＴ１とすると、Ｔ１＜Ｔｓ＜Ｔｈとなるようにしておく。このＴ１は多くの場合、室温を表すことになる。具体例としては、ヘッダ１とシャフト２とにそれぞれＴｉＮｉ系形状記憶合金を用いることにし、その組成を適当に選ぶことによって、例えぱＴｓ＝５０（℃），Ｔｈ＝８０（℃）などに設定すればよい。
【００２２】
次に、ねじ締結後には、環境温度をＴ２＞Ｔｓであるような温度Ｔ２まで加熱することにより（ただしＴ２＜Ｔｈとする）、図２（ａ）及び（ｂ）に示すようにシャフト２はその外径がわずかに拡張し、おねじ部５とめねじ部６との間の摩擦か強固となりゆるみ止めの効果を持たせることが可能となる。このような変形を伴わない通常のねじ締結の場合には、そのねじ締結体に振動等が加わった際に、おねじ部５とめねじ部６との間で相対的に戻り方向の回転を起こしやすく、ボルトの軸力が低下して所謂ねじゆるみの状態となりやすいが、本発明品の場合は前記の変形でおねじ部５とめねじ部６との間の摩擦が強まるため、両者間の戻り回転か起こりにくくなり、ねじゆるみの発生を抑制することができる。
【００２３】
また、加熱する温度Ｔ２は、先のＴｉＮｉ系形状記憶合金での具体例Ｔｓ＝５０（℃），Ｔｈ＝８０（℃）の場合で言えば、例えば、Ｔ２＝６０（℃）程度である。この時、通常使用される一度、温度を上昇させ変態させると、温度が変態温度以下になっても変態後の形状を維持する性質を備える―方向性の形状記憶材を用いれば、一時的にＴ２の温度まて加熱した後再びＴ１の温度まで低下させても、シャフト２の変形は保持されゆるみ止めの効果は持続される。
【００２４】
最後にこの締結体部分を含む製品全体の寿命が尽きた等の理由で、この締結体を解体しなければならない時には、環境温度をＴ３＞Ｔｈであるような温度Ｔ３まて加熱する処置を行う。このことにより図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ヘッダ１はその外径が大きく拡張し、シャフト２からヘッダ１が外れるようになる。この場合シャフト２と第２の被締結物４とは、後ほど手動等でそのねじかみ合い部分を取り外す必要があるが、主目的である第１の被締結物３と第２の被締結物４との解体は、加熱のみでヘッダ１が外れるため容易に達成することか可能となる。この場合の加熱する温度Ｔ３としては、先のＴｉＮｉ系形状記憶合金での具体例Ｔｓ＝５０（℃），Ｔｈ＝８０（℃）の場合で言えば、例えば、Ｔ３＝９０（℃）程度である。
【００２５】
なお、本発明において、シャフト２及びヘッダ１に用いられる形状記憶材として、形状記憶合金以外に形状記憶樹脂を用いることが考えられる。この形状記憶樹脂としては、例えばウレタン系の形状記憶効果を持った樹脂を使用することなどで、本発明の機能を実現することができる。
【００２６】
また、ねじの取付時にねじを容易に締込めるように、図４又は図５に示すように、シャフト２の頭部ヘドライバが挿入できる溝を設けることが有効である。
【００２７】
図４は本発明の第２の実施の形態によるねじのシャフトを示す部分斜視図である。図４に示すように、シャフト２はスリット２ａとドライバ挿入溝７とにより、「−」形状の係止部を備えたドライバが挿入できるように構成されている。
【００２８】
図５は本発明の第３の実施の形態によるねじのシャフトを示す部分斜視図である。図５を参照すると、シャフト２はスリット２ａとドライバ挿入溝７とにより、「＋」形状の係止部を備えたドライバが挿入できるように構成されている。
【００２９】
なお、上記の例には、ドライバの係止部の形状が「−」の場合と、「＋」の場合を示したが、ドライバの係止部を挿入できる形状であるならば、他の形状であっても良く、このように構成することによって、さらに、締結の容易化が図れる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のねじは、その使用開始時に比較的低温で加熱することにより、ゆるみ止めの機能を持たせることができ、かつその後の解体必要時には比較的高温の温度域まで加熱することにより、締結されている２つ以上の物体同士が容易に解体できるようになるという、ねじの使用履歴に応じて求められる各機能を、同一のねじにおいて順次発現可能であるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるゆるみ止め・易解体機能付ねじを示す図で、（ａ）及び（ｂ）は、その取付時の状態を示す平面図及び断面図である。
【図２】図１（ａ）及び（ｂ）のゆるみ止め・易解体機能付ねじを示す図で、（ａ）及び（ｂ）は、その使用時の状態を示す平面図及び断面図である。
【図３】図１（ａ），（ｂ）及び図２（ａ）、（ｂ）のゆるみ止め・易解体機能付ねじを示す図で、（ａ）及び（ｂ）は、その解体時の状態を示す平面図及び断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるゆるみ止め・易解体機能付ねじのシャフトのシャフト頭部ヘドライバが挿入できる溝を設けた形状を示す部分斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態によるゆるみ止め・易解体機能付ねじのシャフトのシャフト頭部ヘドライバが挿入できる溝を設けた形状を示す部分斜視図である。
【図６】従来の易解体機能付ねじの一例を示す図であり、（ａ）及び（ｂ）はその使用時の状態を示す平面図及び断面図である。
【図７】図６の易解体機能付ねじを示す図であり、（ａ）及び（ｂ）は、その解体時の状態を示す平面図及び断面図である。
【符号の説明】
１　　ヘッダ（形状記憶材（１））
２　　シャフト（形状記憶材（２））
２ａ，５２ａ　　スリット
３　　第１の被締結物
３ａ　　貫通孔
４　　第２の被締結物Ｂ
５　　おねじ部
６　　めねじ部
７　　ドライバ挿入溝
１０　　ゆるみ止め・易解体機能付ねじ
５０　　易解体機能付ねじ
５２　　シャフト（形状記憶材（１））
【図１】
2004100900.tif 000003
【図２】
2004100900.tif 000004
【図３】
2004100900.tif 000005
【図４】
2004100900.tif 000006
【図５】
2004100900.tif 000007
【図６】
2004100900.tif 000008
【図７】
2004100900.tif 000009