JP4328229B2 - ねじ付属品を用いた締結体構造及びねじ付属品を用いた解体方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエアコン、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、これら電化製品などの解体を容易とするねじ付属品を用いた締結体構造並びにねじ付属品を用いた解体方法に関するものである。

エアコン、洗濯機、冷蔵庫などの電化製品は、資源再利用及び環境問題への配慮から、リサイクルが積極的に行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、十分に解体作業性の良いリサイクル処理方法が確立されていないのが実際の状況である。

図１６〜図１８には、形状記憶合金からなる締結部材とねじ付属品の一例が示されている（特許文献１、２、３）。第１の従来例（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。図１６に示されるように、ボルト６０の頭部６１と被締結部材６８との間に挟まれるねじ付属品としての座金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の上面と下面とにそれぞれ設けられた環状の電気絶縁体６６，６７とからなり、それぞれが同心状に配された構成となっている。そして、第１、第２の環状部材６３，６４が逆変態開始温度以上に加熱されると、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ように、それぞれに形状記憶処理が施されている。

すなわち、第１の環状部材６３が逆変態開始温度以上に加熱されると、上下方向に膨張し、ボルト６０の座面６１ａが押圧力を受け、ボルト６０のねじ山の接触面圧力が高くなり、ボルト６０が被締結部材６８に締結固定され、ボルト６０の弛みが防止される。第２の環状部材６４が逆変態開始温度以上に加熱されると、上下方向に収縮し、ボルト６０の座面６１ａに押圧力が作用しなくなり、ボルト６０のねじ山の接触面圧力が小さくなり、ボルト６０が弛んだ状態となる。このように第１の従来例は、ボルト６０の締め付けと弛めを簡易に行うできる手段を提供するものである。

第２の従来例（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締結部材としてのねじ７０が開示されている。図１７に示されるように、ねじ７０は、形状記憶材料を構成材料とし、一方に軸部７１を有し、他方に軸部７１に続く頭部７２をそれぞれ有している。軸部７１の先端側は、スリット７１ａにより二叉に分割され、先端側の外周面はテーパ面に形成されている。テーパ面には、ねじ部７１ｂが形成されている。

図１７（ａ）には、軸部７１の先端側が閉じた状態の記憶形状が示されている。図１７（ｂ）は、軸部７１の先端側がＶ字状に開いた成形形状が示されている。ねじ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。ねじ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が設けられていて、ねじ７０が記憶形状に復元したときに、スプリング７５のばね力でねじ７０が外側に抜けるようになっている。

第３の従来例（特許文献３）には、それぞれ別素材から形成されたボルトと熱膨張率の差に起因する弛みを防止することができるねじ付属品としての弾性座金８０が開示されている。弾性座金８０は、形状回復終了温度が５℃〜１０℃になるような形状記憶合金からなり、図１８に示されるように、切欠部８１により分離された一対の腕部８２，８３が互い違いになるように形状記憶処理が施されている。

この弾性座金８０の使用に際しては、変態点より十分低い温度で平形形状に成形されたものを用い、変態温度以上にならないようにして、ボルトと被締結部材との間又はナットと被締結部材との間に密着状態に弾性座金８０を挟む。そして、締結作業が済み、締結部分が変態温度以上になると、弾性座金８０が記憶されていた元の形状に復元し、ボルトの軸方向に引張力が作用して、ねじ面の接触面圧力が高まり、ボルトの締結力が維持されるようになっている。

このように、第３の従来例は、形状回復する弾性座金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から、ボルトと弾性座金８０との熱膨張率の差に起因する弛みが防止され、締結力が維持されるようになっている。

なお、締結部材に関連するその他の従来例として、形状記憶合金からなる座金としては実開平４−１１３３２０号公報が開示されており、座金の構造としては特開２００１−５９５１２号公報が開示されている。
実開平２−３６６１６号公報（第４−６頁、第５図） 特開平７−４４０７号公報（第５頁、第１２図） 特開昭６２−１１００１３号（第２頁、第１図）

しかしながら、上記従来の形状記憶合金などからなる締結部材やねじ付属品には、解決すべき以下の問題点がある。

第１の従来例は、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と、座金６２を小型化するのが困難となり、小ねじには適用することができないという問題がある。また、電化製品の組立工程においては、ロボットなどの自動機械を用い、決められた締付トルクでねじの締め付けが行われており、第１の従来例のように、ボルト６０を締め付けた後に、第１の環状部材６３を加熱して、締付力を高める方法では、締付トルクを管理することが容易ではなく、組立作業性も悪くなり、歩留まりが生じ、生産性が低下する心配がある。

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ず、電化製品などの組み立てに汎用される皿状の座面を有する皿ねじに適用することができないという問題もある。

第２の従来例は、ねじ７０の軸部７１の先端側が二叉に開いているため、ねじ７０の剛性が低く、所定の締付力を得ることができず、振動などによりねじが弛んでしまうという問題がある。また、ねじ加工のため、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に、ねじ７０を浅く形成した場合は、ねじ山の掛かり代が減少して、締結保持力が不十分となり、ねじ７０が緩みやすくなるという心配もある。

第３の従来例は、ボルトの締結力を高めるための座金を提供したものであり、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ことができるものであるが、一方では、ボルトが強く締め付けられているため、ボルトを外すのが容易ではなく、解体作業性が良いものではないという問題がある。

その他の従来例として、実開平４−１１３３２０号公報では、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、座面の接触面圧力が高くなり、座金が加熱されても切断部が開脚状に開かない心配がある。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。

特開２００１−５９５１２号公報は、ねじを締め付けたときに、座金の一対の腕部が離れないように、連結手段を設けたものであり、ボルト頭部と取付部材とに上下の重なり部が食い込むことで、ねじが弛む方向に回転するのを阻止するものであるが、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。

本発明は、上記した点に鑑み、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付属品及びねじ付属品を用いた締結体構造並びにねじ付属品を用いた解体方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のねじ付属品を用いた締結体構造は、円環よりなるねじ付属品と、雌ねじ部が設けられた本体と、挿通孔が設けられた被締結部材と、頭部を備えかつ前記雌ねじ部に螺合する締結部材とを備え、前記ねじ付属品が前記被締結部材と前記締結部材の前記頭部との間に挟まれた状態で、該被締結部材が該締結部材の締付力により前記本体に対して締結固定されているねじ付属品を用いた締結体構造において、前記挿通孔の径が、前記締結部材の前記頭部の径よりも大きくかつ前記ねじ付属品の外径よりも小さく、前記ねじ付属品の内径が、前記締結部材の前記頭部の径よりも小さく、前記円環が、加熱されることにより形状復元する材料で構成され、かつ、該円環には前記締結部材の前記頭部の径よりも大きい内径を有する円環形状が、記憶されていることを特徴とするねじ付属品を用いた締結体構造である。

上記構成によれば、締結部材の締付力に抗してねじ付属品が形状復元して拡径し、ねじ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。
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。ねじ付属品とは、ねじ山を有しないが、ねじ部品と共に使用される機械部品をいうものとする。

また、形状復元する材料とは、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又は合成樹脂材料をいうものとし、例えば、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、請求項２記載の発明は、請求項１記載のねじ付属品を用いた締結体構造において、前記円環が切れ目部を有する円環であり、該円環の一方の先端側に係止部と、他方の前記腕部の先端側に該係止部に係合する被係止部と、がそれぞれ設けられ、前記係止部と前記被係止部とが互いに係合していることを特徴とする。

上記構成によれば、係止部と被係止部とを係合させることで、一対の腕部が連結され、締結部材からねじ付属品が抜けづらくなり、しかも被締結部材が強く締結されうる。一方、ねじ付属品が加熱されると、その形状復元性で係止が解除され、ねじ付属品の円環の径よりも大きい径の円環形状が復元し、ねじ付属品が締結部材の頭部から抜けるようにすることができる。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のねじ付属品を用いた締結体構造において、前記係止部が、前記円環の内周側に形成されており、前記被係止部が、前記円環の外周側に形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、締結部材を締め付けた際に、係止部と被係止部とが締結部材の頭部と被締結部材とに押されて噛み合わせが強くなることが防止され、解体性が損なわれない。

また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造において、前記ねじ付属品が、形状記憶合金で構成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、ねじ付属品が形状記憶合金の逆変態温度以上に加熱されると、記憶された元の形状に復元し、拡径して締結部材の頭部から抜ける。形状記憶合金は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。例えば、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。

ねじ付属品は形状記憶合金以外では、高分子材料から構成することができ、このとき、被締結部材と同種の材料でねじ付属品が製作され、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。

また、請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造において、前記円環の軸方向に波状の凹凸が、前記円環に形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、ねじ付属品にばね性が付与され、締結部材の弛みを防止することができる。

また、請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載のねじ付属品において、前記腕部が円形断面であることを特徴とする。

上記構成によれば、矩形断面に比べて断面性能（断面係数）が低下し、ばね定数が小さくなり、小さい力で腕部を大きく変形させることができる。

また、請求項６記載の発明は、請求項６記載のねじ付属品を用いた締結体構造において、前記締結部材が、皿状の頭部を有するねじであることを特徴とする。

また、請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造において、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ており、かつ、前記雌ねじ部が、前記横溝に前記締結部材と螺合するナットがスライド挿入されることにより形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、被締結部材が本体から外された後に、締結部材とナットを螺合させたまま横にずらすことで、締結部材とナットを本体から容易に外すことができる。

また、請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造において、前記被締結部材と前記ねじ付属品との間に、座金を有していることを特徴とする。

上記構成によれば、締結部材の着座が安定し、締結部材の弛みが防止され、締結部材の締付力が大きくなる。

また、請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造において、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を有していることを特徴とする。

上記構成によれば、ねじ付属品が、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。

また、請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造において、前記締結部材の頭部と雄ねじ部との間に、該雄ねじ部のねじ径よりも太い段部が設けられ、前記ねじ付属品が該段部の周囲に配置されていることを特徴とする。
また、請求項１１記載の発明は、請求項１０に記載のねじ付属品を用いた締結体構造において、前記段部が、前記本体に当接する係止段部であることを特徴とする。

上記構成によれば、締結部材には係止段部が設けられているから、締結部材を締結した際に係止段部が本体に当接して、ねじ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、ねじ付属品の開きが防止される。このため、ねじ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。

上記構成によれば、一対の腕部より軟化点の低い接合材が、炉中、温水中又は外部熱源などにより、被締結部材の保証温度の２０〜３０℃高めの温度に加熱されることで、接合材自身が軟化し、一対の腕部がその形状復元性で締結部材の半径方向に開き、ねじ付属品が締結部材の頭部から抜け、これによって被締結部材が解体される。

また、請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造の解体方法であって、前記ねじ付属品を加熱することにより、該ねじ付属品の形状を、該ねじ付属品に記憶されている前記締結部材の前記頭部の径よりも大きい径の前記円環形状に復元させ、次いで、該ねじ付属品を該締結部材の頭部から抜いて前記本体から前記被締結部材を分離することを特徴とするねじ付属品を用いた解体方法である。

上記構成によれば、ねじ付属品が、炉中、温水中又は外部熱源などにより形状復元する温度以上に加熱されることにより、ねじ付属品がその形状復元性によって拡径し、ねじ付属品が締結部材の頭部から抜け、これによって被締結部材が解体される。

請求項１記載の発明によれば、ねじ付属品が加熱されると、締結部材の締付力に抗してねじ付属品が形状復元して、拡径し、ねじ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。したがって、電化製品などを短時間で解体することができ、解体作業性が向上する。

また、請求項２記載の発明によれば、係止部と被係止部とを係合させることで、円環の端同士が連結され、締結部材を強く締め付けても、円環が開くことが防止される。また、加熱されることにより、係止部と被係止部との係止が解除され、拡径する。したがって、請求項１記載の効果に加えて、被締結部材を確実に固定することができる効果を奏する。

また、請求項３記載の発明によれば、係止部と被係止部とが、締結部材の内周側と外周側とで噛み合うから、締結部材を締め付けた際に、係止部と被係止部とが締結部材の頭部と被締結部材とに押されて噛み合わせが強くなることが防止され、一対の腕部が締結部材の半径方向に開き易くなり、解体性が向上する。

また、請求項４記載の発明によれば、ねじ付属品の形状復元力が大きいため、締結構造に応用した場合に締結部材を強く締め付けることができる。ねじ付属品は、加熱されることで相変態し、記憶されていた元の形状に復元し、拡径する。したがって、被締結部材が確実に固定されるとともに、被締結部材の解体性が向上する。

また、請求項５記載の発明によれば、ねじ付属品にばね性が付与され、締結部材の弛みを防止することができる。したがって、締結部材の締付力が強くなり、被締結部材を確実に固定することができる。

また、請求項６記載の発明によれば、ねじ付属品が加熱されると、ねじ付属品が締結部材の面圧力に抗して皿状座面の傾斜面に沿って拡径し、ねじ付属品が締結部材の頭部から自然に抜け出す。

また、請求項７記載の発明によれば、被締結部材が外された後に、締結部材とナットを螺合させたまま横にずらすことで、締結部材とナットを本体から容易に外すことができ、リサイクル工程において異種材料が混入することが防止される。したがって、本体から締結部材を外す手間がかからずに済み、解体作業性及びリサイクル性が向上する。

また、請求項８記載の発明によれば、締結部材の着座が安定し、締結部材の弛みが防止され、締結部材の締付力が大きくなる。したがって、電化製品などの締結固定を確実に行うことができる。

また、請求項９記載の発明によれば、ねじ付属品が、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。したがって、電化製品などの解体が自動化され、解体作業性が格段に向上する。

また、請求項１０記載の発明によれば、締結部材の締結の際にねじ付属品が締結部材の頭部から不用意に抜け出すことを防止でき、締結信頼性を向上することができる。また、一定の加熱条件でねじ付属品を形状復元させることができ、ねじ付属品の解体信頼性を向上することができる。

また、請求項１２記載の発明によれば、ねじ付属品が加熱されると、締結部材の締付力に抗して元の形状に復元して、拡径し、ねじ付属品が締結部材から抜け、これによって被締結部材が解体される。したがって、時間をかけて締結部材を取り外す必要がなくなり、短時間で解体することができる。

以下に本発明の実施の形態の具体例を説明する。図１〜５には、本発明に係るねじ付属品及びねじ付属品を用いた締結体構造並びにねじ付属品を用いた解体方法の第１の実施形態を示す。

図１には、形状記憶合金からなる易解体用のスペーサ（ねじ付属品）１０を用いた締結体構造の一例として、一部が省略された液晶テレビ２０が示されている。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）、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（本体）２５と、開口部を覆うパネルカバー（被締結部材）２２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、電子回路ユニットなどから構成されており、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。

ここで、形状記憶合金とは、例えば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、振動吸収性及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、用途などにより異なるものであるが、大気中、真空中、不活性ガス中のいずれかの雰囲気において、例えば４００〜８００℃の処理温度で、５〜６０分保持することにより行われている。本発明に係るスペーサは、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、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。本実施形態の液晶テレビ２０に用いられるスペーサの逆変態開始温度は、約１００℃である。

本実施形態のスペーサ１０は、液晶テレビなどの電化製品の組み立てに用いられるねじ（締結部材）１７の締付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り、形状記憶材料からなる線材が成形加工により湾曲されて一対の腕部１２，１３が形成され、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との間に挟まれるスペーサ１０であって、一方の腕部１２の先端側に係止部１２ａが設けられ、他方の腕部１３の先端側に被係止部１３ａが設けられ、係止部１２ａと被係止部１３ａとが係合し、一対の腕部１２，１３が環状に連結されて、ねじ１７との相互作用によりパネルカバー２２がパネルケース２５に締結固定され、一方、係止状態にある係止部１２ａ及び被係止部１３ａが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１２，１３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。

本発明は、一対の腕部１２，１３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、例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）、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）、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１２，１３を形成してもよい。

一対の腕部１２，１３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１２，１３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１２，１３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１２，１３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１２，１３の弾性復元力で元の形状に復元する。なお、一対の腕部１２，１３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１２，１３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。

また、一対の腕部１２，１３の先端側を係止部１２ａと被係止部１３ａとを係合させて連結する代わりに、一対の腕部１２，１３の先端側をはんだを用いて溶接したり、ホットメルト接着材などで接着したりして連結することも可能である。はんだには、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｉｎ合金などの低融点のはんだが選ばれ、ホットメルト接着材には、ポリウレタン系ホットメルト接着材などの低融点の接着材が選ばれる。接合部が１００℃〜２００℃に加熱されることにより、はんだや接着材が軟化し又は融けて、一対の腕部１２，１３が離れる。

本実施形態のスペーサ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１２，１３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って、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、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の締付力によりパネルカバー２２がパネルケース２５に締結固定されることを特徴とするものである。

以下に、本実施形態のスペーサ１０及びスペーサを用いた締結体構造並びにスペーサを用いた解体方法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は前後に相対向して配置されている。パネルケース２５とパネルカバー２２は、共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とパネルカバー２２を合成樹脂材料で成形することに制約するものではなく、パネルケース２５又はパネルカバー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及びパネルカバー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付部２５ａ（図には、一つの取付部が示されている）が一体的に形成されていて、取付部２５ａの先端側の小径部２５ｂにパネルカバー２２の挿通孔２２ａが嵌合されるようになっている。取付部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、取付部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。

取付部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、取付部２５ａの全長より長いばね長に形成されているため、圧縮コイルばね２７の先端側は取付部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及びパネルカバー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するものではないが、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で分離する効果がある。

なお、取付部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の取付部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（図には、一つ挿通孔２２ａが示されている）。挿通孔２２ａは、取付部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（座金）１５が取り付けられている。

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。

ねじ１７（図２）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１２，１３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が格段に向上する。

図４に示されるように、スペーサ１０は、形状記憶合金からなる線材が環状に湾曲され、連結された状態に成形されている。スペーサ１０の一方の腕部１２には係止部１２ａが形成され、他方の腕部１３には係止部１２ａに係合する被係止部１３ａが形成されている。係止部１２ａは内周側に形成され、被係止部１３ａは外周側に形成されている。このようにすると、係止部１２ａと被係止部１３ａとが内外周で噛み合うから、ねじ１７を締め付けた際に、係止部１２ａと被係止部１３ａとがねじ１７の頭部１７ｂとパネルカバー２２とに挟まれて噛み合わせが強くなることが防止され、一対の腕部１２，１３がねじ１７の半径方向に開き易くなる。

係止部１２ａ及び被係止部１３ａは、共に槍状を成し、互いを係止する係止面１２ｂ，１３ｂをそれぞれ有している。係止面１２ｂ、１３ｂは、スペーサ１０の円周方向及び半径方向に対して交差する方向に形成された傾斜面であり、傾斜角度θで傾斜している。

腕部１２，１３に、それぞれ係止部１２ａと被係止部１３ａを形成することで、両方の腕部１２，１３が連結され、ねじ１７を所定のトルクで締め付けても、一対の腕部１２，１３がねじ１７の半径方向に開かず、ねじ１７の陥没による弛みが防止され、パネルケース２５にパネルカバー２２が確実に締結固定されるようになっている。

また、係止部１２ａ及び被係止部１３ａのそれぞれの係止面１２ｂ、１３ｂを、傾斜角度θで傾斜する傾斜面とすることで、一対の腕部１２，１３が過度に強く係止されることが防止されて、スペーサ１０が加熱された際に生ずる円周方向の復元力（引張力）により係止が解除されやすくなり（図５には係止解除された状態が示されている）、スペーサ１０がねじ１７から抜けて、プラスチックシャーシ２１の解体を容易に行うことが可能となる。

スペーサ１０の一対の腕部１２，１３は、円形断面に形成されているから、矩形断面に比べて断面性能（断面係数）が低下し、ばね定数が小さくなり、小さい力で一対の腕部１２，１３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して、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。

なお、図６に示されるように、スペーサ１０′の一対の腕部１２，１３を矩形断面に形成した場合は、断面性能が向上し、ばね定数が大きくなり、スペーサ１０′の強度が向上して破断などが防止される。また、座面がねじ部に対して直交するなべねじやボルトを使用した場合に有効であり、スペーサ１０′の着座性を向上することができる。

また、図７に示されるように、スペーサ１０″をねじ１７の軸方向に波状に形成することもできる。スペーサ１０″を波状に形成すると、スペーサ１０″のばね性が高まり、ねじ１７の締付力が強くなり、ねじ１７の弛みや抜けを防止することができる。

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（図２参照）。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、安定した締付力を得るためのものであり、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の固着力が向上されるようになっている。

次に、プラスチックシャーシ２１（液晶テレビ２０）の組み立てと解体について、順に説明する。パネルケース２５の取付部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、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、取付部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。そして、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、専用座金１５とスペーサ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の取付部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、実際の組立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。

ねじ１７を締め付けると、ねじ１７の座面１７ｃとスペーサ１０とが強く当接することとなり、スペーサ１０の一対の腕部１２，１３を開かせる力が作用することとなるが、腕部１２，１３は係止手段により連結されているため、一対の腕部１２，１３が開かず、スペーサ１０内にねじ１７が沈み込まず、ねじ１７の弛みが防止されている。ねじ１７の締付力は、スペーサ１０と専用座金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。

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℃に加熱された炉中又はオイル中に、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１２，１３が開き、スペーサ１０がねじ１７から抜け出し、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）。

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２０〜３０℃高めの温度に加熱される。加熱温度が１００℃より低い場合は、炉中又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、第１の実施形態によれば、プラスチックシャーシ２１の組み立てを作業性良く行うことができ、プラスチックシャーシ２１を実際の組立工程で管理されている締付トルクで締結固定することができる。また、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容易に解体することができる。

次に、本発明に係るスペーサ（ねじ付属品）の第２の実施形態を、図８に基づいて説明する。この実施形態は、スペーサ３０の一対の腕部３２，３３に形成された係止部３２ａ及び被係止部３３ａが斧状をなし、それらの係止面３２ｂ，３３ｂが、環状のスペーサ３０の円周方向に直交する垂直面に形成されている点が、第１の実施形態のスペーサ１０と相違している。このように、係止面３２ｂ、３３ｂを垂直面に形成することで、係止力が強くなり、ねじ１７を締め付けた際に係止が外れることが防止されて、ねじ１７をより強く締め付けることが可能となり、プラスチックシャーシ２１を確実に締結固定することができる。なお、テスト品では、Ｍ４の皿ねじを１．５Ｎｍのトルクで締め付けても、係止が外れないことが確認されている。

プラスチックシャーシ２１の解体は、第１の実施形態と同様に、プラスチックシャーシ２１を加熱された炉中又はオイル中又は温水中に入れることにより簡単に行われる。

次に、本発明に係るスペーサ（ねじ付属品）の第３の実施形態を、図９に基づいて説明する。この実施形態は、スペーサ４０の腕部４２，４３が連結されず、自由端になっている点が、第１の実施形態のスペーサ１０と相違している。このように、スペーサ１０の腕部４２，４３を自由端とした場合は、解体の際に復元力に抗する力が腕部４２，４３に働かず、スペーサ４０の一対の腕部４２，４３が容易に開き、解体作業性が向上する効果がある。

次に、本発明に係るスペーサ（ねじ付属品）の第４の実施形態を、図１０に基づいて説明する。この実施形態は、スペーサ４５が円形断面の線材をコイル状に巻回されてなる点と、線材の両端部に形成された腕部４６，４７が、連結されず自由端になっている点が、第１の実施形態のスペーサ１０と相違している。このように、スペーサ４５をコイル状に形成することで、ねじ１７を締め付けたときの腕部４６，４７の開きと、ねじ１７の沈み込みが防止され、被締結部材としてのパネルカバー２２の締結信頼性が向上する効果がある。線材の巻き方向は、右ねじの場合は右巻き、左ねじの場合は左巻きになっており、ねじ１７を締め付けたときに、腕部４６，４７がより一層開きづらくなっている。また、スペーサ４５の上下面は平坦に形成されており、ねじ１７の着座が安定するようにもなっている。なお、線材の巻き数は、１巻きでもよく又３巻き以上であってもよく任意である。

次に、本発明に係るスペーサ（ねじ付属品）の第５の実施形態を、図１１に基づいて説明する。この実施形態は、スペーサ５０が円形断面の線材を渦巻き状に中心軸の回りに巻回されてなる点と、線材の両端部に形成された腕部５１，５２が、連結されず自由端になっている点が、第１の実施形態のスペーサ１０と相違している。腕部５１，５２が自由端になっている点は、第３，第４の実施形態のスペーサ４０，４５と共通する。線材の巻き方向は、第４の実施形態のスペーサ４５と同様に、右ねじの場合は右巻き、左ねじの場合は左巻きになっている。渦巻き状のスペーサ５０は、その弾性エネルギーが線材の巻き数に比例し、巻き数が多くなるほど弾性エネルギーが大きくなり、ねじ１７を締め付けたときの腕部５１，５２の開きと、ねじ１７の沈み込みが防止される。

線材の一方の腕部５１は内周側に位置している。他方の腕部５２は外周側に位置し、ねじ１７の頭部１７ｂの外側に位置するようになっている。他方の腕部５２が外周側に位置することで、腕部５２がねじ１７の頭部１７ｂとパネルカバー２２との間に挟まれず、解体時に腕部５２が復元し易くなり、スペーサ５０がねじ１７から外れ易くなっている。

次に、本発明に係る締結体構造の第２の実施形態を、図１２〜１４に基づいて説明する。なお、本実施形態と第１の実施形態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。この実施形態は、パネルケース２５（図１、２参照）の取付部２５ａにナット３５が着脱自在にスライド挿入される点が、第１の実施形態の締結体構造と相違している。

取付部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、取付部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、取付部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、第１の実施形態と同様にして、ねじ１７とパネルカバー２２との間にスペーサ１０を位置させ、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。

図１４に示されるように、パネルカバー２２を外す場合は、液晶テレビ２０を炉中又はオイル中又は温水中に入れると、（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、（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。（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１２において、ねじ１７及びナット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とナット３５をパネルケース２５から容易に外すことができ、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、締結体構造の第１及び第２の実施形態では、パネルケース２５とパネルカバー２２を自動で分離するために、圧縮コイルばね２７が用いられているが、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の解体を容易に行うことができる。

さらに、本発明は上記実施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。例えば、さら状のねじ１７を、首元部分に係止段部５５ｄを有する段付きねじ（締結部材）５５に変形して構成することもできる。

図１５に示されるように、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の外径より太く、頭部５５ｂの外径より細く形成されている。係止段部５５ｄの端面が、取付部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から、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、より強い締付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が沈み込むことを防止できる。

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、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、組立作業性・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。

本発明に係るねじ付属品及びそれを用いた締結体構造の第１の実施形態を示す断面図である。 図１に示されるＡ部を拡大した断面図である。 図１に示される締結体構造の解体状態を示す断面図である。 図１に示されるねじ付属品の拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。 同じくねじ付属品の記憶された形状を示す平面図である。 同じくねじ付属品の他の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断した側面図である。 同じくねじ付属品の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明に係るねじ付属品の第２の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿って切断した断面図である。 本発明に係るねじ付属品の第３の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿って切断した断面図である。 本発明に係るねじ付属品の第４の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 本発明に係るねじ付属品の第５の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 本発明に係るねじ付属品を用いた締結体構造の第２の実施形態を示す断面図である。 図１２に示される本体の取付部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図１２に示される締結体構造の解体前後の状態を示し、（ａ）は加熱されたねじ付属品が形状復元して開いた状態の断面図、（ｂ）はねじ付属品がねじ部品の頭から外れ、被締結部材がコイルばねで押された状態の断面図、（ｃ）はねじ部品がナットとともに本体の取付部から外された状態の断面図である。 ねじの変形例である段付きねじを示す断面図である。 従来の形状記憶合金からなる締結部材の一例を示す一部断面図である。 従来の形状記憶合金からなる締結部材の他の一例を示し、（ａ）は締結部材の記憶された形状を示す平面図、（ｂ）は加工された形状を示す一部断面図である。 従来の形状記憶合金からなるねじ付属品の他の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１０，１０′，１０″ スペーサ
１２ 一方の腕部
１２ａ，１３ａ 係止部
１２ｂ，１３ｂ 係止面
１３ 他方の腕部
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

Claims (12)

1. 円環よりなるねじ付属品と、雌ねじ部が設けられた本体と、挿通孔が設けられた被締結部材と、頭部を備えかつ前記雌ねじ部に螺合する締結部材とを備え、前記ねじ付属品が前記被締結部材と前記締結部材の前記頭部との間に挟まれた状態で、該被締結部材が該締結部材の締付力により前記本体に対して締結固定されているねじ付属品を用いた締結体構造において、
   前記挿通孔の径が、前記締結部材の前記頭部の径よりも大きくかつ前記ねじ付属品の外径よりも小さく、
   前記ねじ付属品の内径が、前記締結部材の前記頭部の径よりも小さく、
   前記円環が、加熱されることにより形状復元する材料で構成され、かつ、
   前記円環には前記締結部材の前記頭部の径よりも大きい内径を有する円環形状が、記憶されている
   ことを特徴とするねじ付属品を用いた締結体構造。
2. 前記円環が切れ目部を有する円環であり、該円環の一方の先端側に係止部と、他方の前記腕部の先端側に該係止部に係合する被係止部と、がそれぞれ設けられ、前記係止部と前記被係止部とが互いに係合していることを特徴とする請求項１記載のねじ付属品を用いた締結体構造。
3. 前記係止部が、前記円環の内周側に形成されており、前記被係止部が、前記円環の外周側に形成されていることを特徴とする請求項２記載のねじ付属品を用いた締結体構造。
4. 前記ねじ付属品が、形状記憶合金で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造。
5. 前記円環の軸方向に波状の凹凸が、前記円環に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造。
6. 前記締結部材が、皿状の頭部を有するねじであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造。
7. 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ており、かつ、
   前記雌ねじ部が、前記横溝に前記締結部材と螺合するナットがスライド挿入されることにより形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造。
8. 前記被締結部材と前記ねじ付属品との間に、座金を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造。
9. 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を有していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造。
10. 前記締結部材の頭部と雄ねじ部との間に、該雄ねじ部のねじ径よりも太い段部が設けられ、前記ねじ付属品が該段部の周囲に配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造。
11. 前記段部が、前記本体に当接する係止段部であることを特徴とする請求項１０に記載のねじ付属品を用いた締結体構造。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のねじ付属品を用いた締結体構造の解体方法であって、前記ねじ付属品を加熱することにより、該ねじ付属品の形状を、該ねじ付属品に記憶されている前記締結部材の前記頭部の径よりも大きい径の前記円環形状に復元させ、次いで、該ねじ付属品を該締結部材の頭部から抜いて前記本体から前記被締結部材を分離することを特徴とするねじ付属品を用いた解体方法。

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