(57)【要約】【課題】  被締結部材を作業性良く確実に固定することができ、また、被締結部材を容易に分離（解体）することができるねじ用付属品およびそれを用いた締結体構造を提供する。【解決手段】  電化製品のリサイクル工程において、約１１０℃に加熱された炉中またはオイル中に、プラスチックシャーシ２１を数秒間入れることで、スペーサ１０が加熱されて記憶形状に復元し、ねじ１７の締め付け力に抗して一対の腕部が開く。このとき、一対の腕部の段差によって、ねじ１７に対して締結方向への付勢力が発生し、ねじ１７の皿状座面の斜面に沿ってスペーサ１０がねじ１７から飛び出すとともに、圧縮コイルばね２７のばね力で、パネルケース２５がパネルカバー２２から自動で外れ、プラスチックシャーシ２１が極めて簡単に解体される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部または全てが形状記憶材料で形成された一対の腕部を有し、締結部材の周囲において該締結部材の頭部と被締結部材との間に挟まれ、前記締結部材の締め付け力により前記被締結部材を押圧するねじ用付属品であって、
前記一対の腕部は、前記押圧方向に対して段差を持って形成され、該一対の腕部が加熱されることまたは外力を受けることにより、該形状記憶材料が記憶していた元の形状に復元して、該一対の腕部が前記締結部材の半径方向に開くことを特徴とする、ねじ用付属品。
【請求項２】
前記一対の腕部の一部または全てを形成する形状記憶材料として形状記憶合金を用い、該形状記憶合金の逆変態温度以上に加熱された際に、記憶されていた元の形状に復元することで、前記一対の腕部が前記締結部材の半径方向に開くようにしたことを特徴とする、請求項１に記載のねじ用付属品。
【請求項３】
前記一対の腕部の一部または全てを形成する形状記憶材料として高分子材料を用い、該高分子材料がガラス転移温度以上に加熱された際に、記憶されていた元の形状に復元することで、前記一対の腕部が前記締結部材の半径方向に開くようにしたことを特徴とする、請求項１に記載のねじ用付属品。
【請求項４】
前記一対の腕部の一部または全てを形成する形状記憶材料としてばね材料を用い、該ばね材料の弾性復元力により元の形状に復元し、前記一対の腕部が前記締結部材の半径方向に開くようにしたことを特徴とする、請求項１に記載のねじ用付属品。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のねじ用付属品を用いた締結体構造であって、
開口部を有する本体と、
挿通孔を有し、該開口部に宛がわれる被締結部材と、
前記挿通孔を挿通し、前記本体に螺合する締結部材とを備え、
該締結部材が該本体の雌ねじ部に螺合し、前記ねじ用付属品が前記締結部材の頭部と前記被締結部材との間に挟まれ、前記締結部材の締め付け力により前記被締結部材が締結固定されることを特徴とする、締結体構造。
【請求項６】
前記本体に、前記締結部材の軸方向に形成された縦溝と、該縦溝に交差する横溝とが連通して形成され、該横溝に前記雌ねじ部に代えて前記締結部材と螺合するナットが着脱自在にスライド挿入されたことを特徴とする、請求項５に記載の締結体構造。
【請求項７】
前記被締結部材と前記ねじ用付属品との間に、座金が設けられたことを特徴とする、請求項５または６に記載の締結体構造。
【請求項８】
前記被締結部材と前記本体との間に、該被締結部材と該本体とを付勢する圧縮ばねが設けられたことを特徴とする、請求項５から７のいずれか１項に記載の締結体構造。
【請求項９】
前記締結部材の首元部分に、雄ねじ部のねじ径よりも太い係止段部が設けられ、該係止段部が前記本体の端部に当接することを特徴とする、請求項５から８のいずれか１項に記載の締結体構造。
【請求項１０】
前記係止段部の軸方向の長さを、前記ねじ用付属品における一方の腕部の押圧方向の外面から他方の腕部の押圧方向の外面までの距離よりも短く、かつ、前記ねじ用付属品を構成する部材の前記押圧方向の径と同じまたは該径よりも長くしたことを特徴とする、請求項９に記載の締結体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、ねじ用付属品およびそれを用いた締結体構造に関し、たとえば、エアコン、洗濯機、冷蔵庫、テレビ、電池パック、簡易充電器などのリサイクル品に適用され、これらリサイクル品の解体時に有効であるねじ用付属品およびそれを用いた締結体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコン、洗濯機、冷蔵庫などの電化製品は、資源再利用および環境問題への配慮から、リサイクルが積極的に行なわれるようになってきている。しかしながら、ねじなどの取り外しに時間が掛かり、解体作業性に優れたリサイクル処理方法が十分に確立されていないのが実情である。そこで、従来において、このような問題に対処するための技術がさまざま考えられており、たとえば、実開平２−３６６１６号公報（特許文献１「ｐ．４〜６、第５図」）、特開平７−４４０７号公報（特許文献２「ｐ．５、図１２」）および特開昭６２−１１００１３号公報（特許文献３「ｐ．２、第１図」）に開示がされている。
【０００３】
図１１は、特許文献１に開示された、ねじの弛み止めと弛めとの両機能を有する座金を示す断面図である。図１１を参照して、特許文献１には、簡易な方法で、締結部材としてのボルト６０の弛みを防止することができ、また、必要に応じてボルト６０を弛ませることができる手段が開示されている。ボルト６０の頭部６１と締結対象物６８との間に挟まれた座金６２は、形状記憶合金からなる第１の環状部材６３と、同じく形状記憶合金からなる第２の環状部材６４と、第１の環状部材６３と第２の環状部材６４との間に介挿される電気絶縁体６５と、第２の環状部材６４の上面および下面にそれぞれ接触するように設けられた環状の電気絶縁体６６および６７とから構成されている。これらの部材は、それぞれが同心状に並ぶように配置されている。
【０００４】
第１および第２の環状部材６３および６４には、それぞれ所定の形状記憶処理が施されている。これにより、第１および第２の環状部材６３および６４を、これらの部材を形成する形状記憶合金の逆変態開始温度以上まで加熱することによって、第１の環状部材６３は、図面上で上下方向に膨張変形し、第２の環状部材６４は、上下方向に収縮変形する。
【０００５】
つまり、第１の環状部材６３を上述の逆変態開始温度以上まで加熱すると、第１の環状部材６３の膨張変形によって、ボルト６０の座面６１ａが押圧力を受ける。これにより、ボルト６０のねじ山の接触面圧が高くなった状態でボルト６０が締結対象物６８に締結固定され、ボルト６０の弛みが防止される。また、第２の環状部材６４を上述の逆変態開始温度以上まで加熱すると、第２の環状部材６４の収縮変形によって、ボルト６０の座面６１ａに対する押圧力が消滅する。これにより、ボルト６０のねじ山の接触面圧が小さくなり、ボルト６０が弛んだ状態となる。
【０００６】
図１２は、特許文献２に開示された内容を説明するための図であり、図１２（Ａ）は、記憶形状を有するビスを示す側面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）中のビスの使用状態を示す断面図である。図１２（Ａ）および（Ｂ）を参照して、特許文献２には、廃棄される電化製品を容易に解体することができる結合保持部品としてのビス７０が開示されている。ビス７０は、形状記憶材料を構成材料としている。ビス７０は、一方端に軸部７１を有し、他方端に軸部７１に連なる頭部７２を有する。軸部７１の先端側は、スリット７１ａによって二又に分割されている。その先端側の外周面は、ねじ部７１ｂが形成されたテーパ面に仕上がっている。
【０００７】
図１２（Ａ）に示すように、ビス７０は、軸部７１の先端側が閉じた状態の記憶形状を有する。図１２（Ｂ）に示すように、ビス７０は、第１の被締結部材７３の貫通孔７３ａから挿通され、第２の被締結部材７４の雌ねじ部７４ａに螺合される。この際、ビス７０は、軸部７１の先端側がＶ字状に開いた形状に成形される。ビス７０の座面７２ａと第１の被締結部材７３との間には、スプリング７５が設けられている。スプリング７５は、ビス７０が図１２（Ａ）に示す記憶形状に復元したときに、スプリング７５のばね力によってビス７０が外側に抜けるように機能する。
【０００８】
図１３は、特許文献３に開示されたスプリングワッシャを示す斜視図である。図１３を参照して、特許文献３には、ボルト、ナット、締結対象物および座金の間に熱膨張率の差が存在する場合であっても、ボルトの締結力が低下することのないスプリングワッシャ８０が開示されている。スプリングワッシャ８０は、形状回復終了温度（変態温度）が５℃から１０℃になるような形状記憶合金から形成されている。図１３に示すように、スプリングワッシャ８０は、切欠部８１により分離された一対の腕部８２および８３を有し、これらが互い違いになるように形状記憶処理が施されている。
【０００９】
スプリングワッシャ８０の使用に際しては、変態温度より十分低い温度において、平形形状（一対の腕部８２および８３が同一平面となる形状）に成形されたものを用いる。変態温度以上にならないようにして、ボルトと締結対象物との間またはナットと締結対象物との間に、密着状態にスプリングワッシャ８０を位置決めする。締結作業が済み、締結部分が変態温度以上になると、スプリングワッシャ８０が記憶されていた図１３に示す形状に復元する。これにより、ボルトの軸方向に引張力が作用して、ねじ面の接触面圧が高まり、ボルトの締結力が維持される。
【００１０】
特許文献３では、形状回復するスプリングワッシャ８０の変形量が、熱膨張によるボルトの伸びを上回るように形成されている。このため、ボルトとスプリングワッシャ８０との熱膨張率の差に起因して、ボルトの弛みが発生することを防止できる。
【００１１】
また別に、実開平４−１１３３２０号公報（特許文献４）には、形状記憶合金により形成され、ボルトとナットとの間に装着する着脱容易な座金が開示されている。特許文献４に開示された座金は、常温において、一部に切れ目が形成された環状の形状を有し、一定の変態温度以上において、その切れ目を中心に開脚状に開く形状を有する。
【００１２】
さらに、特開２００１−５９５１２号公報（特許文献５）には、雄ねじの雌ねじに対する弛みを確実に防止することを目的したスプリングワッシャが開示されている。特許文献５に開示されたスプリングワッシャは、略Ｃ字状の形状を有し、その両端には、ねじ軸の直交方向に傾斜する傾斜面が形成された重なり部が設けられている。このスプリングワッシャを用いてねじを締めると、その重なり部同士が食い込んだ状態となる。これによって、ねじが弛む方向に回転することを防止できる。
【特許文献１】実開平２−３６６１６号公報
【特許文献２】特開平７−４４０７号公報
【特許文献３】特開昭６２−１１００１３号公報
【特許文献４】実開平４−１１３３２０号公報
【特許文献５】特開２００１−５９５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、以上に説明した従来技術では、以下の解決すべき問題点がある。
【００１４】
特許文献１では、座金６２を構成する部品点数が多いため、構造が複雑化するという問題がある。また、座金６２を小型化するのが困難であり、ボルト６０が比較的小さいねじである場合には、座金６２を適用することができないという問題がある。また、電化製品の組み立て工程においては、ロボットなどの自動機械が用いられており、この自動機械によって、決められた締め付けトルクでねじの締め付けが行なわれる。このため、特許文献１に開示されているように、ボルト６０を締め付けた後に第１の環状部材６３を加熱する工程を実施する組み立て方法では、締め付けトルクを管理することが容易でなく、組み立て作業性も低下する。このため、歩留まりが生じ、生産性が低下するおそれが生じる。
【００１５】
さらに、この座金６２は、座面６１ａがボルト６０の軸方向に対して直交するボルト６０やねじにしか適用することができない。このため、電化製品などの組み立てに汎用され、皿状の座面を有する皿ねじには、座金６２を適用することができないという問題がある。
【００１６】
特許文献２では、ビス７０の軸部７１の先端側が二又に分割されて形成されているため、ビス７０の剛性が低い。このため、所定の締め付け力を得ることができず、振動などによりビス７０が弛んでしまうという問題が発生する。また、ねじ加工を実施する必要があるため、転造ダイスの工具寿命が短くなり、加工コストが高くなるという問題もある。転造ダイスの工具寿命を長くするため、ビス７０のねじ山を浅く形成した場合には、ねじ山の掛かり代が減少する。これにより、締結保持力が不十分となり、ビス７０が緩みやすくなるという心配もある。
【００１７】
特許文献３は、ボルトの締結力を高めるための座金を提供するものであり、電化製品などのプラスチックシャーシを確実に組み立てる場合に利用することができる。しかし、ボルトを強く締め付けた場合、ボルトを外すのが容易ではなく、解体作業性が低下するという問題が生じる。
【００１８】
特許文献４では、座面がボルトの軸方向に対して直交しているため、ボルトが強く締め付けられると、座面に対する接触面圧が高くなってしまう。このため、座金が加熱されても、切れ目を中心に開脚状に開かないおそれがある。また、座金が簡単に外れたとしても、作業者がボルトを外さなければならず、電化製品などを容易に解体することができないという問題がある。また、特許文献５でも同様に、ねじを外しづらく、電化製品などを容易に解体することができないという問題がある。
【００１９】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、被締結部材を作業性良く確実に固定することができるとともに、被締結部材を容易に分離（解体）することができる、ねじ用付属品およびそれを用いた締結体構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明に従ったねじ用付属品は、一部または全てが形状記憶材料で形成された一対の腕部を有し、締結部材の周囲において締結部材の頭部と被締結部材との間に挟まれ、締結部材の締め付け力により被締結部材を押圧するねじ用付属品である。ねじ用付属品は、一対の腕部を、押圧方向に対して段差を持って形成され、一対の腕部が加熱されることまたは外力を受けることにより、形状記憶材料が記憶していた元の形状に復元して、一対の腕部が締結部材の半径方向に開くことを特徴とする。
【００２１】
このように構成されたねじ用付属品によれば、ねじ用付属品を介して、被締結部材が締結部材の締め付け力で固定される。一方、被締結部材を外す際に、一対の腕部が加熱され、または外力を受けると、形状記憶材料が記憶していた元の形状に復元し、締結部材の締め付け力に抗して一対の腕部が締結部材の半径方向に開く。このとき、一対の腕部の段差によって締結部材に対する付勢力が発生し、ねじ用付属品が締結部材から抜け出す。
【００２２】
なお、ねじとは、ねじ山を有し、個体を形成する締結用のねじやボルトなどのねじ部品をいうものとする。ねじ用付属品とは、ねじ山を有しないが、ねじ部品とともに使用される機械部品をいうものとする。形状記憶材料とは、加熱されることにより元の形状に復元する性質を有する金属材料または合成樹脂材料をいうものとし、たとえば、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、ポリウレタン系ポリマーなどをいうものとする。
【００２３】
また、本発明は、前述のねじ用付属品において、一対の腕部の一部または全てを形成する形状記憶材料として形状記憶合金を用い、形状記憶合金の逆変態温度以上に加熱された際に、記憶されていた元の形状に復元することで、一対の腕部が締結部材の半径方向に開くようにしたことを特徴とする。
【００２４】
このように構成されたねじ用付属品によれば、一対の腕部の形状復元力が大きいため、締結部材を強く締め付けることができる。たとえば、形状記憶合金がＴｉ−Ｎｉ合金の場合は、一対の腕部が加熱されることで、マルテンサイト相からオーステナイト相に相変態する。これにより、一対の腕部は、オーステナイト相で記憶されていた元の形状に復元し、締結部材の半径方向に開く。
【００２５】
また、本発明は、前述のねじ用付属品において、一対の腕部の一部または全てを形成する形状記憶材料として高分子材料を用い、高分子材料がガラス転移温度以上に加熱された際に、記憶されていた元の形状に復元することで、一対の腕部が締結部材の半径方向に開くようにしたことを特徴とする。
【００２６】
このように構成されたねじ用付属品によれば、被締結部材と同種の材料でねじ用付属品を製作することができる。これにより、解体が容易化し、リサイクル性が向上する。なお、高分子材料としては、ポリウレタン系ポリマーなどが用いられる。
【００２７】
また、本発明は、前述のねじ用付属品において、一対の腕部の一部または全てを形成する形状記憶材料としてばね材料を用い、ばね材料の弾性復元力により元の形状に復元し、一対の腕部が締結部材の半径方向に開くようにしたことを特徴とする。
【００２８】
この発明に従った締結体構造は、上述のいずれかに記載のねじ用付属品を用いた締結体構造である。締結体構造は、開口部を有する本体と、挿通孔を有し、開口部に宛がわれる被締結部材と、挿通孔を挿通し、本体に螺合する締結部材とを備え、締結部材が本体の雌ねじ部に螺合し、ねじ用付属品が締結部材の頭部と被締結部材との間に挟まれ、締結部材の締め付け力により被締結部材が締結固定されることを特徴とする。
【００２９】
このように構成された締結体構造によれば、本体と被締結部材とを対向させた状態で、ねじ用付属品を締結部材の頭部と被締結部材との間に挟み、締結部材を被締結部材の挿通孔に挿通させる。さらに、締結部材を本体の雌ねじ部に螺合させると、締結部材の締め付け力によりねじ用付属品が被締結部材を本体側に押圧し、被締結部材が固定される。一方、ねじ用付属品が加熱されると、締結部材の締め付け力に抗して一対の腕部が形状復元して、締結部材の半径方向に開き、ねじ用付属品が締結部材の頭部から抜け出し、被締結部材が本体から外れる。
【００３０】
また、本発明は、前述の締結体構造において、本体に、締結部材の軸方向に形成された縦溝と、その縦溝に交差する横溝とが連通して形成され、横溝に雌ねじ部に代えて締結部材と螺合するナットが着脱自在にスライド挿入されたことを特徴とする。
【００３１】
このように構成された締結体構造によれば、被締結部材が本体から外された後に、締結部材とナットとを螺合させたまま横にずらすことで、締結部材とナットとを本体から容易に外すことができる。
【００３２】
また、本発明は、上述のいずれかに記載の締結体構造において、被締結部材とねじ用付属品との間に、座金が設けられたことを特徴とする。このように構成された締結体構造によれば、締結部材の着座が安定し、締結部材の弛みが防止され、締結部材の締め付け力が大きくなる。
【００３３】
また、本発明は、上述のいずれかに記載の締結体構造において、被締結部材と本体との間に、被締結部材と本体とを付勢する圧縮ばねが設けられたことを特徴とする。このように構成された締結体構造によれば、ねじ用付属品が、締結部材から抜けた際に、本体と被締結部材とが圧縮ばねの弾性力により自動で分離する。
【００３４】
また、本発明は、上述のいずれかの締結体構造において、締結部材の首元部分に、雄ねじ部のねじ径よりも太い係止段部を設け、係止段部が本体の端部に当接することを特徴とする。このように構成された締結体構造によれば、締結部材には係止段部が設けられているため、締結部材を締結した際に係止段部が本体の端部に当接する。これにより、ねじ用付属品の内側に締結部材の頭部が陥没することが防止され、ねじ用付属品の開きが防止される。このため、ねじ用付属品の開きを気に掛けることなく、被締結部材を確実に締結固定することができる。
【００３５】
また、本発明は、前述の締結体構造において、係止段部の軸方向の長さを、ねじ用付属品における一方の腕部の押圧方向の外面から他方の腕部の押圧方向の外面までの距離よりも短く、かつ、ねじ用付属品を構成する部材の押圧方向の径と同じまたはその径よりも長くしたことを特徴とする。このように構成された締結体構造によれば、ねじ用付属品のばね性を、締結部材の弛み防止に確実に寄与させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上に説明したように、この発明に従えば、電化製品などの組み立ての際には、締結部材の締め付け力を低下させずに被締結部材を固定することができ、電化製品などの解体の際には、締結部材を取り外す手間が省かれて、解体を容易に行なうことができるねじ用付属品およびそれを用いた締結体構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に本発明の実施の形態の具体例を、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１において、形状記憶合金からなる易解体用のスペーサが用いられた締結体構造を備える液晶テレビの一部を示す断面図である。図２は、図１中の２点鎖線ＩＩで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。図３は、図１中に示す締結体構造の解体状態を示す断面図である。図４は、図１中に示すねじを拡大して示し、図４（Ａ）は、皿状ねじの側面図であり、図４（Ｂ）は、段付きねじの側面図である。
【００３９】
図５は、図１中に示すスペーサの成形状態を拡大して示し、図５（Ａ）は、平面図であり、図５（Ｂ）は、側面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）中のＣ−Ｃ線上に沿った断面図である。図６は、図１中に示すスペーサの復元した状態を示し、図６（Ａ）は、平面図であり、図６（Ｂ）は、側面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）中のＣ−Ｃ線上に沿った断面図である。
【００４０】
図１から図６を参照して、液晶テレビ２０は、筐体としてのプラスチックシャーシ２１、液晶パネル本体２３、ランプ類（図示せず）およびシート類など（図示せず）から構成されている。プラスチックシャーシ２１は、開口部を有するパネルケース２５（本体）と、開口部を覆うパネルカバー２２（被締結部材）とから構成されている。液晶パネル本体２３は、前後一対の板ガラス、液晶、偏向板、反射板および電子回路ユニットなどから構成されている。液晶パネル本体２３は、プラスチックシャーシ２１の内側に収容され、パネルケース２５とパネルカバー２２とに挟まれる格好で固定されている。
【００４１】
液晶テレビ２０は、締結体構造を備え、その締結体構造には、形状記憶合金からなるスペーサ１０（ねじ用付属品）が用いられている。ここで、形状記憶合金とは、たとえば、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金などをいい、個体が加熱されることで記憶された形状に復元する性質（形状記憶特性）を有するとともに、超弾性、振動吸収性および高耐食性などの性質を有する合金をいうものとする。なお、ばね性を有する超弾性合金は、形状記憶合金に含まれるものとする。
【００４２】
形状記憶合金に形状を記憶させるための形状記憶処理は、合金組成や用途などにより異なるものであるが、大気中、真空中および不活性ガス中のいずれかの雰囲気において、たとえば、４００℃から８００℃の処理温度で、５分間から６０分間保持することにより行われている。本実施の形態におけるスペーサ１０は、大気中において、７５０℃の処理温度で、１０分間保持することにより、記憶処理が行われている。
【００４３】
成形された形状記憶合金が、相変態により記憶形状に復元する逆変態開始温度は、合金元素や合金組成により大きく異なるものであり、一例として、Ｔｉ−５０Ｎｉ合金の逆変態開始温度は、７８℃である。本実施の形態において、液晶テレビ２０に用いられるスペーサ１０の逆変態開始温度は、約１００℃である。
【００４４】
スペーサ１０は、液晶テレビなどの電化製品の組み立てに使用されるねじ１７の締め付け力を低下させることなく、電化製品を組み立てることができ、その一方で、電化製品などを容易に解体することができる易解体手段を提供するものである。
【００４５】
スペーサ１０は、形状記憶材料からなる線材が成形加工により螺旋状に湾曲されて、一対の腕部１２および１３が、ねじ１７の締結方向に対して段差を持って形成されている。スペーサ１０は、ねじ１７の周囲においてねじ１７の頭部１７ｂとパネルカバー２２との間に挟まれるものである。スペーサ１０とねじ１７との相互作用によりパネルカバー２２が締結固定される。スペーサ１０は、一方、加熱されることにより、形状記憶合金が記憶していた元の形状に復元して係止状態が解除され、一対の腕部１２および１３がその形状復元性でねじ１７の半径方向に開いて、ねじ１７の頭部１７ｂから抜けることを特徴とするものである。
【００４６】
また、本発明は、一対の腕部１２および１３を形状記憶合金で形成することに制約するものではなく、たとえば、ポリウレタン系ポリマーで形成することもできる。また、ばね鋼線材（ＳＵＰ６）、硬鋼線材（ＳＷＢ，ＳＷＣ）およびピアノ線材（ＳＷＰＡ，ＳＷＰＢ）などの金属材料や、ポリカーボネイト、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）およびＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）などの合成樹脂材料や複合材料を構成材料とするばね材料で、一対の腕部１２および１３を形成してもよい。
【００４７】
一対の腕部１２および１３が、Ｔｉ−Ｎｉ合金などの形状記憶合金で形成された場合は、一対の腕部１２および１３が加熱されることで、マルテンサイト相からオーステナイト相に相変態し、オーステナイト相で記憶されていた元の形状に復元する。一対の腕部１２および１３が高分子材料で形成された場合は、ガラス転移温度以上に加熱された際に、記憶されていた元の形状に復元する。一対の腕部１２および１３がばね材料で形成された場合は、環状に連結された一対の腕部１２および１３の弾性復元力で元の形状に復元する。なお、一対の腕部１２および１３が、Ｔｉ−Ｎｉ合金などの超弾性合金で形成された場合は、一対の腕部１２および１３が外力を受けることで、マルテンサイト相からオーステナイト相に相変態し、オーステナイト相で記憶されていた元の形状に復元する。
【００４８】
本実施の形態におけるスペーサ１０を用いた締結体構造は、スペーサ１０が加熱された際に、一対の腕部１２および１３が、ねじ１７の半径方向に開いて、スペーサ１０がねじ１７の頭部１７ｂから抜け出す締結体構造である。締結体構造は、開口部を有するパネルケース２５と、挿通孔２２ａを有し、開口部に宛がわれるパネルカバー２２と、挿通孔２２ａを挿通し、パネルケース２５に螺合するねじ１７とを備える。締結体構造は、ねじ１７が、パネルケース２５の雌ねじ部２５ｃに螺合し、スペーサ１０が、ねじ１７の頭部１７ｂとパネルカバー２２との間に挟まれ、ねじ１７の締め付け力によりパネルカバー２２が締結固定されることを特徴とするものである。
【００４９】
続いて、本実施の形態におけるスペーサ１０およびそれを用いた締結体構造の構成および作用について詳細に説明する。図１に示されるように、液晶テレビ２０のプラスチックシャーシ２１を構成するパネルケース２５とパネルカバー２２とは、前後に相対向して配置されている。パネルケース２５およびパネルカバー２２は、ともに合成樹脂材料を構成材料とし、射出成形により成形されたものである。なお、本発明は、パネルケース２５およびパネルカバー２２を合成樹脂材料で成形することに制約されるものではなく、パネルケース２５またはパネルカバー２２のいずれか一方を金属で形成してもよく、またはパネルケース２５およびパネルカバー２２の両方を金属で形成してもよい。
【００５０】
パネルケース２５は、開口部を有する箱形に形成されている。内部には、液晶パネル本体２３を収容する収容空間２４が形成されている。また、パネルケース２５には、パネルカバー２２側に突出する複数の取り付け部２５ａ（図１中には、一つの取り付け部のみが示されている）が一体的に形成されている。取り付け部２５ａの先端側には、取り付け部２５ａよりも小さい直径で形成された小径部２５ｂが設けられており、その小径部２５ｂには、パネルカバー２２の挿通孔２２ａが嵌合されている。取り付け部２５ａの突出長さは、液晶パネル本体２３の幅寸法に対応する寸法に形成されている。また、取り付け部２５ａの先端側には、ねじ１７の雄ねじ部１７ａに螺合する雌ねじ部２５ｃが形成されている。
【００５１】
取り付け部２５ａの周囲には、圧縮コイルばね（圧縮ばね）２７が外挿されている。この圧縮コイルばね２７は、取り付け部２５ａの全長より長いばね長に形成されている。このため、圧縮コイルばね２７の先端側は、取り付け部２５ａの先端より突出する状態となっている。圧縮コイルばね２７の突出部分は、パネルケース２５にパネルカバー２２が取り付けられた際に押し縮められ、パネルケース２５およびパネルカバー２２の双方がばね力で付勢された状態となる。
【００５２】
本発明は、圧縮コイルばね２７を設けることに制約されるものではない。しかし、圧縮コイルばね２７を設けた場合には、スペーサ１０が、ねじ１７から抜けると同時に、パネルケース２５とパネルカバー２２とが圧縮コイルばね２７の弾性力により自動的に分離する効果がある。
【００５３】
なお、取り付け部２５ａは、パネルケース２５に一体形成されたものであれば、本実施の形態のように長く突出していなくてもよく、パネルケース２５の厚肉の壁部に形成されたものであってもよい。
【００５４】
パネルカバー２２は、プレート状をなし、パネルケース２５の開口部に宛がわれるようになっている。パネルカバー２２には、パネルケース２５の取り付け部２５ａに対向し、ねじ１７を挿通させる複数の挿通孔２２ａが形成されている（図１中には、一つの挿通孔２２ａが示されている）。挿通孔２２ａは、取り付け部２５ａの小径部２５ｂに嵌合する寸法に形成されており、内側（裏側）の孔縁に小径部２５ｂが嵌合し、外側（表側）の孔縁に円環状の専用座金１５（座金）が取り付けられている。
【００５５】
ここで、本明細書の説明の都合上、便宜的に前後方向の概念を以下のように定めることとする。前後方向は、図面上の左右方向に一致する方向と定めることとし、前側をパネルケース２５の位置する側、後側をパネルカバー２２の位置する側とする。
【００５６】
図４（Ａ）に示されるように、ねじ１７は、一方に雄ねじ部１７ａを有し、他方に頭部１７ｂを有する通常の皿ねじである。ねじ１７の大きさは任意であり、大きいものから小さいものまで選択可能であるが、本実施の形態では、Ｍ４のねじ１７が用いられている。本発明は、皿ねじを用いたことも特徴の一つである。スペーサ１０が加熱されると、一対の腕部１２および１３が、皿状座面１７ｃの傾斜面に沿って拡径し、ねじ１７の面圧力に抗して、ねじ１７の頭部１７ｂから自然に抜け出すようになっている。このため、全てのねじ１７をねじ回しで取り外す必要がなくなり、電化製品の解体作業性を格段に向上させることができる。
【００５７】
図５に示されるように、スペーサ１０は、形状記憶材料からなる線材が螺旋状に湾曲するように成形加工されている。このため、一対の腕部１２および１３が、ねじ１７の締結方向に対して段差を持って形成されている。スペーサ１０は、その線材の押圧方向（ねじ１７の締結方向）の径Ｌ１よりも、腕部１２の押圧方向（ねじ１７の締結方向）の外面から腕部１３の押圧方向（ねじ１７の締結方向）の外面までの距離（以下、“スペーサ１０の高さ”と称す）Ｌ２が長くなるように形成されている。
【００５８】
なお、スペーサ１０の一対の腕部１２および１３は、略円形断面に形成されているため、矩形断面に形成されている場合と比較して、断面性能（断面係数）が低下する。これにより、スペーサ１０のばね定数が小さくなり、小さい力で一対の腕部１２および１３を大きく変形させることができる。このため、スペーサ１０を環状に湾曲形成する際の成形性が向上し、スペーサ１０の製作が容易になる。また、ねじ１７の皿状座面１７ｃとスペーサ１０とが線接触するため、接触部における摩擦力が低下する。このため、スペーサ１０がねじ１７から外れやすくなり、液晶テレビ２０の解体作業性が向上する。さらに、一対の腕部１２および１３は、連結されずに自由端となっているため、解体の際に復元力に抗する力が腕部１２および１３に作用しない。このため、スペーサ１０の一対の腕部１２および１３が容易に開き、解体作業性が向上する効果がある。
【００５９】
図４および図５に示されるように、ねじ１７とスペーサ１０との関係は、形状記憶した後に成形されたスペーサ１０の内径Ｒ３が、雄ねじ部１７ａの外径Ｒ１より大きく、かつ頭部１７ｂの外径Ｒ２よりも小さくなっている（Ｒ１＜Ｒ３＜Ｒ２）。また、元の状態に復元（形状記憶）したスペーサ１０の内径Ｒ４が、雄ねじ部１７ａの外径Ｒ１および頭部１７ｂの外径Ｒ２よりも大きくなっている（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ４）。
【００６０】
図２に示されるように、スペーサ１０とパネルケース２５との間には、専用座金１５が挟まれている。専用座金１５には、鍔１５ａが垂設されていて、この鍔１５ａが挿通孔２２ａの孔縁に係止されることで、専用座金１５の位置ずれが防止されている。この専用座金１５は、ねじ１７の着座を安定させて、安定した締め付け力を得るためのものである。これにより、ねじ１７の弛みが防止され、パネルケース２５とパネルカバー２２との固着力が向上される。
【００６１】
次に、プラスチックシャーシ２１（液晶テレビ２０）の組み立ておよび解体について、順に説明する。パネルケース２５の取り付け部２５ａに圧縮コイルばね２７を外挿させ、パネルケース２５とパネルカバー２２とを対向させるとともに、液晶パネル本体２３をパネルケース２５の収容空間２４に収める。圧縮コイルばね２７を縮めながらパネルカバー２２をパネルケース２５の開口部に宛がい、取り付け部２５ａの小径部２５ｂをパネルケース２５の挿通孔２２ａに嵌合させる。専用座金１５をパネルケース２５の挿通孔２２ａに嵌め、専用座金１５の上にスペーサ１０を載せる。専用座金１５およびスペーサ１０にねじ１７を挿通させ、ねじ１７の雄ねじ部１７ａをパネルケース２５の取り付け部２５ａに形成された雌ねじ部２５ｃに螺合させ、所定のトルクでねじ１７を締め付ける。ねじ１７は、実際の組み立て工程において管理されている所定のトルクで締め付けられるようになっている。なお、このときのトルクは、組み立て後のスペーサ１０の高さＬｘが、Ｌ１≦Ｌｘ＜Ｌ２となるよう設定されている（図５（Ｂ）を参照）。
【００６２】
ねじ１７の締め付け力は、スペーサ１０および専用座金１５を介してパネルカバー２２を押圧して、プラスチックシャーシ２１が組み立てられるようになっている。
【００６３】
プラスチックシャーシ２１を解体する場合は、電化製品のリサイクル工程において、約１１０℃に加熱された炉中またはオイル中に、プラスチックシャーシ２１を数秒間入れる。これにより、スペーサ１０が加熱されて記憶形状に復元し、ねじ１７の締め付け力に抗して一対の腕部１２および１３が開く。このとき、一対の腕部１２および１３の段差によってねじ１７に対して締結方向への付勢力が発生し、ねじ１７の皿状座面１７ｃの斜面に沿ってスペーサ１０がねじ１７から飛び出す。また、圧縮コイルばね２７のばね力で、パネルケース２５がパネルカバー２２から自動で外れ、プラスチックシャーシ２１が極めて簡単に解体される（図３を参照）。
【００６４】
なお、加熱温度は、液晶テレビ２０のプラスチックシャーシ２１を解体する場合の温度であり、電化製品によっては、１１０℃より低くなったり、高くなったりすることもある。通常は、電化製品の使用温度（保証温度）の２０℃から３０℃ほど高めの温度に加熱される。加熱温度が１００℃より低い場合は、炉中またはオイル中に代えて温水中で加熱することができる。また、スペーサ１０だけを外部熱源により誘導加熱し、解体することも可能である。
【００６５】
このように、実施の形態１によれば、プラスチックシャーシ２１の組み立てを作業性良く行なうことができ、プラスチックシャーシ２１を実際の組み立て工程で管理されている締め付けトルクで締結固定することができる。しかも、プラスチックシャーシ２１を温水中などに数秒間漬けるだけで容易に解体することができる。さらに、ねじ１７からスペーサ１０を抜き取る作業をも軽減することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
図７は、この発明の実施の形態２において、形状記憶合金からなる易解体用のスペーサが用いられた締結体構造を備える液晶テレビの一部を示す断面図である。図７には、実施の形態１において図２に示す範囲と同様の範囲が示されている。図８は、図７中に示すパネルケースの取り付け部の詳細を示し、図８（Ａ）は、平面図であり、図８（Ｂ）は、正面図である。図９は、図７中に示す締結体構造の解体前後の状態を示す。図９（Ａ）は、加熱されたスペーサが形状復元して開いた状態を示す断面図であり、図９（Ｂ）は、スペーサがねじの頭部から外れ、パネルカバーが圧縮コイルばねによって押された状態を示す断面図であり、図９（Ｃ）は、ねじがナットとともにパネルケースの取り付け部から外された状態を示す断面図である。なお、本実施の形態と実施の形態１との共通する構成部分については、同一符号を付して説明する。
【００６７】
図７から図９を参照して、本実施の形態では、パネルケース２５（図１および図２を参照）の取り付け部２５ａにナット３５が着脱自在にスライド挿入される点が、実施の形態１における締結体構造と相違している。
【００６８】
取り付け部２５ａの先端側には、ねじ１７の軸方向に形成され、ねじ１７が挿通される縦溝３６ａと、縦溝３６ａに直交し、ねじ１７の雄ねじ部１７ａに螺合するナット３５が挿入される横溝３６ｂとが連通して形成されている。縦溝３６ａは、取り付け部２５ａの半径方向に切り込まれた格好で、外周側から中心に向かって形成されている。縦溝３６ａの溝幅は、ねじ１７の雄ねじ部１７ａの外径より僅かに大きい寸法に形成されている。縦溝３６ａの溝深さは、雄ねじ部１７ａの長さより長く形成されている。
【００６９】
横溝３６ｂは、縦溝３６ａの下側寄りに、ナット３５の二面幅より僅かに大きい幅寸法に形成されている。横溝３６ｂの深さは、ナット３５の高さより僅かに大きい寸法に形成されている。ナット３５は、取り付け部２５ａの中心位置に挿入され、雄ねじ部１７ａと螺合されるようになっている。
【００７０】
パネルケース２５にパネルカバー２２を取り付ける場合は、実施の形態１と同様にして、ねじ１７とパネルカバー２２との間にスペーサ１０を位置決めする。ねじ１７を縦溝３６ａに挿通させ、ナット３５に螺合させることにより、パネルカバー２２がスペーサ１０を介してねじ１７の座面１７ｃに押圧されて固定される。
【００７１】
パネルカバー２２を外す場合は、液晶テレビ２０を炉中、オイル中または温水中に入れると、図９（Ａ）に示されるように、スペーサ１０がねじ１７の半径方向に開いて、ねじ１７の頭部１７ｂから抜け出す。そして、図９（Ｂ）に示されるように、パネルカバー２２が圧縮コイルばね２７の弾性力によりパネルケース２５から外れる。図９（Ｃ）に示されるように、ナット３５とともにねじ１７を横にずらすことで、ねじ１７がパネルケース２５から外される。なお、図７において、ねじ１７およびナット３５の抜け出る方向は、紙面に対して垂直の方向である。
【００７２】
このように本実施の形態によれば、パネルカバー２２がパネルケース２５から外された後に、ねじ１７とナット３５を螺合させたまま横にずらすことで、ねじ１７およびナット３５をパネルケース２５から容易に外すことができる。これにより、ねじ１７を外す手間がかからず、解体作業性が向上する。
【００７３】
なお、締結体構造の実施の形態１および２では、パネルケース２５とパネルカバー２２とを自動で分離するために、圧縮コイルばね２７が用いられている。しかし、本発明はこれに限定されず、圧縮コイルばね２７を用いなくても、プラスチックシャーシ２１の解体を容易に行なうことができる。
【００７４】
さらに、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形して実施することも可能である。図４（Ｂ）に示されるように、たとえば、皿状のねじ１７を、首元部分に係止段部５５ｄを有する段付きねじ５５（締結部材）に変形して構成することもできる。係止段部５５ｄは、さら状の頭部５５ｂと雄ねじ部５５ａとの間で、雄ねじ部５５ａの外径Ｒ１’より太く、頭部５５ｂの外径Ｒ２’より細く形成されている。
【００７５】
このような段付きねじ５５とスペーサ１０との関係は、形状記憶した後に成形されたスペーサ１０の内径Ｒ３が、雄ねじ部５５ａの外径Ｒ１’および係止段部５５ｄの外径Ｒ５より大きく、かつ頭部５５ｂの外径Ｒ２’よりも小さくなっている。（Ｒ１’＜Ｒ５＜Ｒ３＜Ｒ２’）。また、元の状態に復元（形状記憶）したスペーサ１０の内径Ｒ４が、雄ねじ部５５ａの外径Ｒ１’、頭部５５ｂの外径Ｒ２’および係止段部５５ｄの外径Ｒ５よりも大きくなっている（Ｒ１’＜Ｒ５＜Ｒ２’＜Ｒ４）。
【００７６】
図１０は、図４（Ｂ）中に示す段付きねじが用いられた締結体構造を示す断面図である。図１０に示されるように、係止段部５５ｄの端面が、取り付け部２５ｂの端面（端部）に当接し、段付きねじ５５が挿入方向に係止されるため、段付きねじ５５のトルク管理がされなくても、常に首長Ｌが一定の長さとなる。言い換えると、スペーサ１０を備えた締結体構造において、より強い締め付けトルクで段付きねじ５５を締め付けても、スペーサ１０の内側に、頭部５５ｂが陥没することを防止できるとともに、スペーサ１０のばね性を、締結部材の弛み防止に確実に寄与させることができる。
【００７７】
これにより、スペーサ１０に一定以上の力が作用することが回避される。このため、スペーサ１０が開くなどして段付きねじ５５から抜け出すことが防止され、組み立て作業性や締結信頼性が向上する。また、スペーサ１０を、一定の加熱条件で確実に形状復元させることができ、解体信頼性を向上することができる。
【００７８】
また言い換えれば、本発明は、所定の方向に延びる軸部（雄ねじ部１７ａ）と、その軸部（雄ねじ部１７ａ）の先端に設けられた頭部（頭部１７ｂ）とを有する締結部材（ねじ１７）に付属して用いられる締結部材用付属品（スペーサ１０）である。
【００７９】
締結部材用付属品（スペーサ１０）は、自由端とされた一方端および他方端を有し、形状記憶材料を含む腕部（一対の腕部１２および１３）を備える。腕部（一対の腕部１２および１３）は、一方端から他方端に向かうに従って前述の所定の方向に沿って変位するように形成されている。
【００８０】
締結部材（ねじ１７）を用いて被締結部材（パネルカバー２２）を締結する場合、腕部（一対の腕部１２および１３）は、一方端と他方端との間で軸部（雄ねじ部１７ａ）の周囲に沿って延在する形状を有し、頭部（頭部１７ｂ）と被締結部材（パネルカバー２２）との間に位置決めされる。被締結部材（パネルカバー２２）の締結を解除する場合、腕部（一対の腕部１２および１３）は、形状記憶材料が記憶する元の形状に復元され、腕部（一対の腕部１２および１３）が、軸部（雄ねじ部１７ａ）の半径方向に拡径することによって頭部（頭部１７ｂ）と被締結部材（パネルカバー２２）との間から開放される。
【００８１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】この発明の実施の形態１において、形状記憶合金からなる易解体用のスペーサが用いられた締結体構造を備える液晶テレビの一部を示す断面図である。
【図２】図１中の２点鎖線ＩＩで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。
【図３】図１中に示す締結体構造の解体状態を示す断面図である。
【図４】図１中に示すねじを拡大して示し、図４（Ａ）は、皿状ねじの側面図であり、図４（Ｂ）は、段付きねじの側面図である。
【図５】図１中に示すスペーサの成形状態を拡大して示し、図５（Ａ）は、平面図であり、図５（Ｂ）は、側面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）中のＣ−Ｃ線上に沿った断面図である。
【図６】図１中に示すスペーサの復元した状態を示し、図６（Ａ）は、平面図であり、図６（Ｂ）は、側面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）中のＣ−Ｃ線上に沿った断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２において、形状記憶合金からなる易解体用のスペーサが用いられた締結体構造を備える液晶テレビの一部を示す断面図である。
【図８】図７中に示すパネルケースの取り付け部の詳細を示し、図８（Ａ）は、平面図であり、図８（Ｂ）は、正面図である。
【図９】図７中に示す締結体構造の解体前後の状態を示し、図９（Ａ）は、加熱されたスペーサが形状復元して開いた状態を示す断面図であり、図９（Ｂ）は、スペーサがねじの頭部から外れ、パネルカバーが圧縮コイルばねによって押された状態を示す断面図であり、図９（Ｃ）は、ねじがナットとともにパネルケースの取り付け部から外された状態を示す断面図である。
【図１０】図４（Ｂ）中に示す段付きねじが用いられた締結体構造を示す断面図である。
【図１１】特許文献１に開示された、ねじの弛み止めと弛めとの両機能を有する座金を示す断面図である。
【図１２】特許文献２に開示された内容を説明するための図であり、図１２（Ａ）は、記憶形状を有するビスを示す側面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）中のビスの使用状態を示す断面図である。
【図１３】特許文献３に開示されたスプリングワッシャを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  スペーサ、１２，１３  腕部、１５  座金、１７，５５  ねじ（締結部材）、１７ａ，５５ａ  雄ねじ部、２２  パネルカバー（被締結部材）、２２ａ  挿通孔、２５  パネルケース（本体）、２５ｃ  雌ねじ部、２７  圧縮コイルばね（圧縮ばね）、３５  ナット、３６ａ  縦溝、３６ｂ  横溝、５５ｄ  係止段部。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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