JP2005220960A - ねじおよびそれを用いた締結体構造ならびにねじの製造方法 - Google Patents

Abstract

【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およびそれを用いた締結体構造ならびにねじの製造方法を提供する。
【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の締付力に抗して一対の腕部が開き、ねじ１７の皿状座面の斜面に沿ってスペーサ１０がねじ１７から抜け出すとともに、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

Description

この発明は、一般的には、ねじおよびそれを用いた締結体構造ならびにねじの製造方法に関し、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およびそれを用いた締結体構造ならびにねじの製造方法に関する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。
実開平２−３６６１６号公報 特開平７−４４０７号公報 特開昭６２−１１００１３号公報 実開平４−１１３３２０号公報 特開２００１−５９５１２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、ねじおよびそれを用いた締結体構造ならびにねじの製造方法を提供することである。

この発明のひとつの局面に従ったねじは、一方に雄ねじ部を、他方に頭部を有するねじである。ねじは、雄ねじ部と頭部との間に介在されるねじ用付属品と、ねじ用付属品が雄ねじ部側から抜けることを防止する抜止め部材とを備える。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、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、一対の腕部が雄ねじ部の半径方向に開き、頭部から抜けることを特徴とする。

このように構成されたねじによれば、ねじ用付属品を介して、被締結部材がねじ頭部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、ねじ頭部の締め付け力に抗して一対の腕部がねじの半径方向に開く。このとき、ねじ用付属品がねじ頭部から抜け出す。

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。

また、本発明は、前述のねじにおいて、頭部と抜止め部材との間に、雄ねじ部のねじ径よりも太い係止段部を形成し、係止段部にねじ用付属品を介在することを特徴とする。このように構成されたねじによれば、ねじに対するねじ用付属品の位置が安定し、ねじ用付属品を介した被締結部材の固定が確実に行なわれる。

また、この発明の別の局面に従ったねじは、一方に雄ねじ部を、他方に頭部を有するねじである。ねじは、雄ねじ部と頭部との間の首元部分に位置し、雄ねじ部のねじ径よりも太い係止段部と、係止段部と雄ねじ部との間に位置し、その内径が雄ねじ部のねじ径よりも小さく、外径が係止段部の外径よりも大きい抜止め部材と、係止段部に位置し、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するねじ用付属品とを備える。ねじ用付属品は、元の状態に復元したときの内径が頭部の外径よりも大きくなるよう形成されるとともに、元の状態に復元する前の内径が頭部および抜止め部材の外径よりも小さく、係止段部の外径よりも大きく形成されることを特徴とする。

このように構成されたねじによれば、ねじに対するねじ用付属品の位置が安定し、ねじ用付属品を介した被締結部材の固定が確実に行なわれる。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、ねじ頭部の締め付け力に抗して一対の腕部がねじの半径方向に開く。このとき、ねじ用付属品がねじ頭部から抜け出す。

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を備え、雄ねじ部が挿通孔を挿通して本体の雌ねじに螺合し、ねじ用付属品が頭部と被締結部材との間に挟まれ、ねじ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。

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、雄ねじ部を被締結部材の挿通孔に挿通させる。さらに、雄ねじ部を本体の雌ねじ部に螺合させると、ねじ頭部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、ねじ頭部の締め付け力に抗して一対の腕部が形状復元して、ねじの半径方向に開き、ねじ用付属品がねじ頭部から抜け出し、被締結部材が本体から外れる。

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ねじ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。

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。

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。

この発明に従ったねじの製造方法は、上述のいずれかに記載のねじの製造方法である。ねじの製造方法は、線材をヘッダ加工し、一端側に頭部を形成する工程と、頭部を段付き加工し、首元部分に係止段部を形成する工程と、線材の他端側からねじ用付属品を挿入し、係止段部に位置させる工程と、線材の他端側から抜止め部材を挿入し、係止段部の下部に位置させる工程と、線材の他端側をねじ切り加工し、雄ねじ部を形成する工程とを備えることを特徴とする。

このように構成されたねじの製造方法によれば、ねじ用付属品を有するねじが容易に製造される。

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、ねじ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、ねじ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およびそれを用いた締結体構造ならびにねじの製造方法を提供することができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１において、易解体用のスペーサを有するねじ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中に示すねじの製造方法を説明するための図であり、図４（Ａ）から（Ｅ）は、その各工程を示す側面図である。図５は、図１中に示すねじを拡大して示し、図５（Ａ）は、側面図であり、図５（Ｂ）は、一部を断面形状として表した断面図である。

図６は、図１中に示すスペーサの成形状態を拡大して示し、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は、図１中に示すスペーサの復元した状態を示し、図７（Ａ）は、平面図であり、図７（Ｂ）は、側面図であり、図７（Ｃ）は、図７（Ａ）中のＣ−Ｃ線上に沿った断面図である。

図１から図７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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本実施の形態におけるねじ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。

続いて、本実施の形態におけるスペーサ１０を有するねじ１７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。

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。

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。

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。

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。

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）の孔縁にスペーサ１０が圧設される。

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。

スペーサ１０を有するねじ１７は、図４に示すような工程によって製造される。具体的には、図４（Ａ）に示されるように、線材をヘッダ加工し、図４（Ｂ）に示されるように、一端側に頭部１７ｂ’を形成し、その後、頭部１７ｂ’を段付き加工することによって、図４（Ｃ）に示されるように、首元部分に皿状座面１７ｃおよび係止段部１７ｄを形成し、その後、線材の他端側からスペーサ１０および抜止めワッシャ１５（抜止め部材）を挿入し、図４（Ｄ）に示されるように、スペーサ１０を係止段部１７ｄに位置させるとともに、抜止めワッシャ１５を係止段部１７ｄの下部に位置させ、その後、図４（Ｅ）に示されるように、線材の他端側をねじ切り加工し、雄ねじ部１７ａを形成することで製造される。

このようにして製造されるねじ１７と抜止めワッシャ１５との関係は、図４および図５に示されるように、抜止めワッシャ１５の内径Ｒ４が、ねじ切り加工する前の線材の太さＲ０より大きく、ねじ切り加工した後の雄ねじ部１７ａの外径Ｒ１よりも小さくなっている（Ｒ０＜Ｒ４＜Ｒ１）。

スペーサ１０は、図６および図７に示されるように、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。

このようにして形成されるスペーサ１０と抜止めワッシャ１５およびねじ１７との関係は、図４から図７に示されるように、形状記憶した後に成形されたスペーサ１０の内径Ｒ６が、係止段部１７ｄの外径Ｒ３より少しだけ大きく、かつ頭部１７ｂおよび抜止めワッシャ１５の外径Ｒ２およびＲ５より小さくなっている（Ｒ３＜Ｒ６＜Ｒ２＜Ｒ５）。また、元の状態に復元（形状記憶）したスペーサ１０の内径Ｒ７が、頭部１７ｂの外径Ｒ２よりも大きくなっている（Ｒ２＜Ｒ７）。

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。

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。スペーサ１０を有するねじ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に螺合させて、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。これにより得られる締め付け力は、スペーサ１０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。

なお、抜止めワッシャ１５の端面が、取り付け部２５ｂの端面（端部）に当接されるように構成しても良い。この場合、段付きねじ１７が挿入方向に係止されるから、ねじ１７のトルク管理をしなくても、常に首長を一定の長さとすることができる。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ねじ１７を締め付けても、スペーサ１０の内側に頭部１７ｂ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。

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が開くなどしてねじ１７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。

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）。

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。

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。また、スペーサ１０が常温状態で抜けないようにねじ１７に取り付けられていることから、部品管理を容易に行なうことができるとともに、プラスチックシャーシ２１の組み立て作業をより効率良く行なうことができる。

（実施の形態２）
図８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８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９は、図８中に示すパネルケースの取り付け部の詳細を示し、図９（Ａ）は、平面図であり、図９（Ｂ）は、正面図である。図１０は、図８中に示す締結体構造の解体前後の状態を示す。図１０（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１０（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１０（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。

図８から図１０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。

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。

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。

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。

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１０（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１０（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１０（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８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。

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。

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。

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。たとえば、段付きねじ１７をさら状のねじに変形して構成したり、スペーサ１０を腕部１２および１３が段差を持たないように変形して構成しても良い。

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、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）である。締結部材（ねじ１７）は、軸部（雄ねじ部１７ａ）に挿通され、形状記憶材料を含む締結部材用付属品（スペーサ１０）と、軸部（雄ねじ部１７ａ）に設けられ、締結部材用付属品（スペーサ１０）が軸部（雄ねじ部１７ａ）に挿通された状態を保持する抜止め部材（抜止めワッシャ１５）とを備える。

被締結部材（パネルカバー２２）を締結する場合、締結部材用付属品（スペーサ１０）は、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、締結部材用付属品（スペーサ１０）は、形状記憶材料が記憶する元の形状に復元され、締結部材用付属品（スペーサ１０）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。

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。

この発明の実施の形態１において、易解体用のスペーサを有するねじ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１中に示すねじの製造方法を説明するための図であり、図４（Ａ）から（Ｅ）は、その各工程を示す側面図である。 図１中に示すねじを拡大して示し、図５（Ａ）は、側面図であり、図５（Ｂ）は、一部を断面形状として表した断面図である。 図１中に示すスペーサの成形状態を拡大して示し、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１中に示すスペーサの復元した状態を示し、図７（Ａ）は、平面図であり、図７（Ｂ）は、側面図であり、図７（Ｃ）は、図７（Ａ）中のＣ−Ｃ線上に沿った断面図である。 この発明の実施の形態２において、易解体用のスペーサを有するねじ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中に示すパネルケースの取り付け部の詳細を示し、図９（Ａ）は、平面図であり、図９（Ｂ）は、正面図である。 図８中に示す締結体構造の解体前後の状態を示し、図１０（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１０（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１０（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。 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。 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。 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

１０ スペーサ、１２，１３ 腕部、１５ 抜止めワッシャ（抜止め部材）、１７ ねじ（締結部材）、１７ａ 雄ねじ部、１７ｂ 頭部、１７ｄ 係止段部、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。

Claims (7)

1. 一方に雄ねじ部を、他方に頭部を有するねじであって、
   前記雄ねじ部と前記頭部との間に介在されるねじ用付属品と、
   前記ねじ用付属品が前記雄ねじ部側から抜けることを防止する抜止め部材とを備え、
   前記ねじ用付属品は、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、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雄ねじ部の半径方向に開き、前記頭部から抜けることを特徴とする、ねじ。
2. 前記頭部と前記抜止め部材との間に、前記雄ねじ部のねじ径よりも太い係止段部を形成し、該係止段部に前記ねじ用付属品を介在することを特徴とする、請求項１に記載のねじ。
3. 一方に雄ねじ部を、他方に頭部を有するねじであって、
   前記雄ねじ部と前記頭部との間の首元部分に位置し、前記雄ねじ部のねじ径よりも太い係止段部と、
   前記係止段部と前記雄ねじ部との間に位置し、その内径が前記雄ねじ部のねじ径よりも小さく、外径が前記係止段部の外径よりも大きい抜止め部材と、
   前記係止段部に位置し、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するねじ用付属品とを備え、
   前記ねじ用付属品は、元の状態に復元したときの内径が前記頭部の外径よりも大きくなるよう形成されるとともに、元の状態に復元する前の内径が前記頭部及び前記抜止め部材の外径よりも小さく、前記係止段部の外径よりも大きく形成されることを特徴とする、ねじ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のねじ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を備え、
   前記雄ねじ部が前記挿通孔を挿通して前記本体の雌ねじに螺合し、前記ねじ用付属品が前記頭部と前記被締結部材との間に挟まれ、前記ねじ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。
5. 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ねじ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４に記載の締結体構造。
6. 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４または５に記載の締結体構造。
7. 請求項２または３に記載のねじの製造方法であって、
   線材をヘッダ加工し、一端側に前記頭部を形成する工程と、
   前記頭部を段付き加工し、首元部分に前記係止段部を形成する工程と、
   前記線材の他端側から前記ねじ用付属品を挿入し、前記係止段部に位置させる工程と、
   前記線材の他端側から前記抜止め部材を挿入し、前記係止段部の下部に位置させる工程と、
   前記線材の他端側をねじ切り加工し、前記雄ねじ部を形成する工程とを備えることを特徴とする、ねじの製造方法。

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