JP2004190837A - 締結部材および締結部材を利用した製品ならびに雄ねじおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】形状回復時に雄ねじと雌ねじの干渉を確実に防止して簡単に離脱させる。
【解決手段】形状回復温度と形状回復方向がほぼ同一である形状記憶素材から雄ねじおよび雌ねじが形成され、雄ねじと雌ねじの螺合によって被締結部品Ａ，Ｂの締結を行う。そして、雄ねじが形状回復した際の雄ねじ母材２Ａのねじ形成部２２Ａは、ネジのない、雄ねじのネジの有効径と略同等の外径ｄ２の筒状となり、雌ねじが形状回復した際の雌ねじ母材３Ａのねじ形成部３２Ａは、ネジのない、雌ねじのネジの有効径と略同等の穴径Ｄ２の穴状となる。
【選択図】 図２
【解決手段】形状回復温度と形状回復方向がほぼ同一である形状記憶素材から雄ねじおよび雌ねじが形成され、雄ねじと雌ねじの螺合によって被締結部品Ａ，Ｂの締結を行う。そして、雄ねじが形状回復した際の雄ねじ母材２Ａのねじ形成部２２Ａは、ネジのない、雄ねじのネジの有効径と略同等の外径ｄ２の筒状となり、雌ねじが形状回復した際の雌ねじ母材３Ａのねじ形成部３２Ａは、ネジのない、雌ねじのネジの有効径と略同等の穴径Ｄ２の穴状となる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形状記憶素材製の雄ねじと雌ねじからなる締結部材および締結部材を利用した製品ならびに形状記憶素材製の雄ねじおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、部品を本体に締結する場合には、ねじが用いられる。例えば、人手により、ねじを締め付ける方向に回して部品などを締結する一方、修理や解体のため、ねじを弛める方向に回して部品などを分離するようにしている。
【０００３】
ところで、近年、環境問題の高まりの中、製品のリサイクルの容易さが重要な要素になっている。製品のリサイクルを容易に達成するためには、締結部の解体性の向上が不可欠となる。
【０００４】
このような締結部の解体の容易さを向上させるため、形状記憶素材によって製造されたねじが提案されている。ここで、形状記憶素材とは、熱を加えることによって形状回復温度に達すると、予め形状記憶された状態に戻る性質を有する素材であって、例えば、ニッケルとチタンの合金（ニチノール）が知られている。
【０００５】
例えば、図１２に示すように、被締結部品Ｘを被締結部品Ｙに締結する場合、形状記憶素材によって製造された雄ねじ１０を用意するとともに、該雄ねじ１０と螺合可能な雌ねじ２０を被締結部品Ｙに設け、被締結部品Ｘを通して雄ねじ１０を被締結部品Ｙの雌ねじ２０に螺合するものである。
【０００６】
ここで、雄ねじ１０は、図１４に示す雄ねじ母材１０Ａ、すなわち、ネジのない筒状のねじ形成部１０１Ａが形状記憶されており、その外径ｄ０は、雌ねじ２０の内径Ｄ１より小さく設定されている。
【０００７】
したがって、図１２に示す状態で雄ねじ１０が加熱されて形状記憶回復温度に達すると、図１３に示すように、雄ねじ１０は、形状記憶した筒状のねじ形成部１０１Ａを有する雄ねじ母材１０Ａに回復する。この時の雄ねじ母材１０Ａのねじ形成部１０１Ａの外径ｄ０は、雌ねじ２０の内径Ｄ１より小さいため、締結が解除され、被締結部品Ｘと被締結部品Ｙが解体される（例えば、特許文献１参照）。
【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、前述した雄ねじ１０は、雄ねじ母材１０Ａの形状記憶時のねじ形成部１０１Ａの外径ｄ０を雌ねじ２０の内径Ｄ１以下とし、軸方向への圧縮によりねじ形成部１０１Ａの外径を雄ねじ１０の有効径程度まで変形させた後、転造によりネジを形成することによって製造される。
【００１０】
したがって、雄ねじ１０が加熱されて形状記憶回復温度に達し、形状記憶した筒状のねじ形成部１０１Ａを有する雄ねじ母材１０Ａに回復する際、ネジがなくなると同時に、ねじ形成部１０１Ａの長さが長くなる。この結果、形状回復途中のネジのピッチが変化し、螺合する雌ねじ２０のネジのピッチと合わなくなり、雄ねじ２０のネジと雌ねじ２０のネジとが干渉して外れなくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、形状回復時に雄ねじと雌ねじの干渉を確実に防止して簡単に離脱させることのできる雄ねじと雌ねじからなる締結部材および締結部材を利用した製品を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、形状回復時に雄ねじと雌ねじの干渉を確実に防止して簡単に締結を解除することのできる雄ねじおよびその製造方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、雄ねじおよび雌ねじの螺合により締結を行う締結部材において、前記雄ねじおよび雌ねじは、形状回復温度と形状回復方向がほぼ同一である形状記憶素材からなり、かつ、形状回復時における雄ねじ母材のねじ形成部および雌ねじ母材のねじ形成部がそれぞれネジのない筒状および穴状であり、それらのねじ形成部の外径および穴径がそれぞれ雄ねじおよび雌ねじの有効径とほぼ等しいことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、雄ねじおよび雌ねじは、同一特性の形状記憶素材、すなわち、形状記憶回復開始温度や形状記憶状態に戻る方向が同一である形状記憶素材から形成されているために、形状回復時において、雄ねじのネジと雌ねじのネジが干渉することなく確実に形態を変化させることができる。そして、雄ねじが雄ねじ母材に、雌ねじが雌ねじ母材にそれぞれ形状が回復した場合、雄ねじ母材のねじ形成部が雄ねじの有効径とほぼ同一径のネジのない筒状となり、また、雌ねじ母材のねじ形成部が雌ねじの有効径とほぼ同一径のネジのない穴状となることから、雄ねじ母材を雌ねじ母材から離脱させることができる。
【００１５】
本発明において、前記雌ねじの形状回復時における雌ねじ母材のねじ形成部の穴径が雄ねじの形状回復時におけるねじ形成部の外径よりも大きいと、雄ねじが雄ねじ母材に、雌ねじが雌ねじ母材にそれぞれ形状が回復した場合、雄ねじ母材を雌ねじ母材から簡単に離脱させることができるため、好ましい。
【００１６】
本発明において、前記形状記憶素材が形状記憶合金または形状記憶樹脂であることが好ましい。形状記憶合金としては、ＮｉＴｉ合金（ニチノール）、Ａｕ−Ｃｄなどが知られている。また、形状記憶樹脂としては、例えば、三菱重工業製の形状記憶樹脂ダイアリーが市販されている。
【００１７】
本発明は、前記請求項１乃至３のいずれかに記載の締結部材を少なくとも１箇所に用いたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、締結部材を構成する雄ねじおよび雌ねじは、同一特性の形状記憶素材、すなわち、形状記憶回復開始温度や形状記憶状態に戻る方向が同一である形状記憶素材、例えば、形状記憶合金や形状記憶樹脂から形成されているために、形状回復時において、雄ねじのネジと雌ねじのネジが干渉することなく形態を変化させることができる。そして、雄ねじが雄ねじ母材に、雌ねじが雌ねじ母材にそれぞれ形状が回復した場合、雄ねじ母材のねじ形成部が雄ねじの有効径とほぼ同一径のネジのない筒状となり、また、雌ねじ母材のねじ形成部が雌ねじの有効径とほぼ同一径のネジのない穴状となることから、雄ねじ母材を雌ねじ母材から離脱させることができる。したがって、締結部材を用いて被締結部品同士を締結している場合、簡単に各被締結部品に解体することができる。
【００１９】
本発明において、前記締結部材の近傍に電磁波吸収素材または赤外線吸収素材を設けると、電磁波または赤外線を照射することにより、電磁波吸収素材または赤外線吸収素材を介して締結部材を簡単に加熱することができる。このため、締結部材を短時間で形状回復させることができる。
【００２０】
本発明は、頭部およびねじ部からなる形状記憶素材製の雄ねじであって、ねじ部の中心に空間を有し、形状回復温度まで加熱されると、ネジがなくなると同時に、ねじ部が外径の小さくなる方向に形状回復することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明によれば、雄ねじが形状回復温度まで加熱された場合、雄ねじは、ネジのない、かつ、雄ねじの外径よりも小径の筒状のねじ形成部を有する雄ねじ母材に形状回復することから、雌ねじのネジに干渉することなく確実に形態を変化させることができる。このため、雄ねじ母材を雌ねじから簡単に離脱させることができる。
【００２２】
本発明は、頭部およびねじ部からなる形状記憶素材製の雄ねじであって、ねじ部の中心に空間を有し、形状回復温度まで加熱されると、ネジがなくなると同時に、ねじ部が略逆円錐形状に形状回復することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明によれば、雄ねじが形状回復温度まで加熱された場合、雄ねじは、ネジのない、かつ、略逆円錐形状のねじ形成部を有する雄ねじ母材に形状回復することから、雌ねじのネジに干渉することなく確実に形態を変化させることができる。このため、雄ねじ母材を雌ねじから簡単に離脱させることができる。
【００２４】
本発明は、請求項６または７記載の雄ねじの製造方法であって、雄ねじの有効径と同程度の径を有する下型の穴に形状記憶された雄ねじ母材のねじ形成部を遊嵌して上型で保持した後、雄ねじ母材を加熱し、雄ねじ母材のねじ形成部の外径を前記下型の穴の径まで拡開させ、次いで、ねじ形成部にネジを転造することを特徴とするものである。
【００２５】
本発明によれば、雄ねじの有効径と同程度の径を有する下型の穴に形状記憶された雄ねじ母材のねじ形成部を遊嵌して上型で保持した後、雄ねじ母材を加熱し、雄ねじ母材のねじ形成部の外径を前記下型の穴の径まで拡開させ、次いで、ねじ形成部にネジを転造することにより、雌ねじのネジに干渉することなく確実に形態を変化させることのできる雄ねじを簡単に製造することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１には、本発明の締結部材１、すなわち、形状記憶素材製の雄ねじ２および雄ねじ２に螺合可能であって、形状記憶素材製の雌ねじ３から構成された締結部材１の一実施形態が示されている。
【００２８】
この形状記憶素材、例えば、形状記憶合金あるいは形状記憶樹脂製の雄ねじ２は、頭部２１および該頭部２１と一体のねじ部２２からなり、雄ねじ２を形状回復温度に加熱すると、図２に示すように、ネジがなくなると同時に、外径が縮小する方向に形状回復し、ネジのない筒状のねじ形成部２２Ａを有する雄ねじ母材２Ａとなる。
【００２９】
一方、雌ねじ３は、ねじ部３２を有し、雄ねじ２と同一特性、すなわち、形状回復開始温度や形状回復方向が同一の形状記憶素材から形成されている。そして、雌ねじ３を形状回復温度に加熱すると、図２に示すように、ネジがなくなると同時に、穴径が拡大する方向に形状回復し、ネジのない穴状のねじ形成部３２Ａを有する雌ねじ母材３Ａとなる。
【００３０】
このような雄ねじ２および雌ねじ３からなる締結部材１によって、被締結部品Ｘを被締結部品Ｙに締結して製品Ｚを製造する場合は、図１に示すように、予め被締結部品Ｙに雌ねじ３を圧入しておき、被締結部品Ｘを通して雄ねじ２を雌ねじ３に螺合させて締め付けることにより、被締結部品Ｘおよび被締結部品Ｙを締結して製品Ｚを得ることができる。
【００３１】
ここで、雄ねじ２が形状記憶された雄ねじ母材２Ａに回復した場合、そのねじ形成部２２Ａの外径をｄ２（図２参照）、雄ねじ２のねじ部２２の外径をｄ、その谷の径をｄ１とするとき（図３（ａ）参照）、ｄ２＝（ｄ＋ｄ１）／２である。
【００３２】
同様に、雌ねじ３が形状記憶された雌ねじ母材３Ａに回復した場合、そのねじ形成部３２Ａの穴径をＤ２（図２参照）、雌ねじ３のねじ部３２の谷の径をＤ、内径をＤ１とするとき（図３（ａ）参照）、Ｄ２＝（Ｄ＋Ｄ１）／２である。また、雄ねじ母材２Ａのねじ形成部２２Ａの外径ｄ２は、雌ねじ母材３Ａのねじ形成部３２Ａの穴径Ｄ２よりもわずかに小さく設定されている。
【００３３】
なお、雄ねじ２のねじ部２２は、転造、すなわち、雄ねじ２のネジと同じ山形、同じピッチのネジを刻んだ転造ダイスによって雄ねじ母材２Ａのねじ形成部２２Ａを挟み込み、その表面に転造ダイスを押し付けて転がすことによって形成される。
【００３４】
また、雌ねじ３のねじ部３２は、雌ねじ３と螺合可能なボルトを雌ねじ母材３Ａのねじ形成部３２Ａの穴に挿入し、ねじ形成部３２Ａを半径方向に加圧することによって形成される。
【００３５】
このように構成された締結部材１の形状回復過程について説明する。
【００３６】
図１に示したように、被締結部品Ｘを通して雄ねじ２を被締結部品Ｙに圧入された雌ねじ３に螺合させ、被締結部品Ｘおよび被締結部品Ｙを締結している状態において、締結部材１を外部より加熱する。そして、雄ねじ２および雌ねじ３が形状回復温度に達すれば、雄ねじ２および雌ねじ３は、同時に形状を回復する。
【００３７】
この場合、図３（ａ）に示すように、雄ねじ２のネジのうち、山部分は、実線矢印で示すように、山の頂点が低くなる方向に、谷部分は、実線矢印で示すように、谷の底が高くなる方向にそれぞれ変形を開始する。一方、雌ねじ３のネジのうち、谷部分は、破線矢印で示すように、谷の底が高くなる方向に、山部分は、破線矢印で示すように、山の頂点が低くなる方向にそれぞれ変形を開始する。
【００３８】
さらに、加熱されると、このような変形が継続され（図３（ｂ）参照）、ついには、雄ねじ２が、ネジのない筒状のねじ形成部２２Ａを有する雄ねじ母材２Ａに形態を変化し、また、雌ねじ３が、ネジのない穴状のねじ形成部３２Ａを有する雌ねじ母材３Ａに形態を変化する（図３（ｃ）参照）。
【００３９】
このように、雄ねじ２および雌ねじ３は、形状記憶回復開始温度や形状記憶状態に戻る方向が同一であるために、雄ねじ２のネジと雌ねじ３のネジが干渉することなく確実に形態を変化させることができる。そして、雄ねじ母材２Ａおよび雌ねじ母材３Ａに形状が回復した場合、雄ねじ母材２Ａの外径ｄ２は、雌ねじ母材３Ａの穴径Ｄ２よりも小さいため、雄ねじ母材２Ａを雌ねじ母材３Ａから簡単に離脱させることができ、被締結部品Ｘと被締結部品Ｙとの締結を解除することができる。
【００４０】
例えば、携帯電話において、本体側に本発明の締結部材１を構成する雌ねじ３を設け、本発明の締結部材１を構成する雄ねじ２を介して締結しようとする部品を本体側に締結すると、携帯電話を所定の温度に加熱することにより、雄ねじ２と雌ねじ３の締結が解除され、簡単に本体側から締結した部品を離脱させることができる。
【００４１】
なお、本発明の締結部材１を用いた製品Ｚにおいて、図４に示すように、フェライトや炭化珪素などの電磁波吸収素材４を被締結部材１の周辺に設けることにより、電子レンジなどにより電磁波を照射して、雄ねじ２や雌ねじ３を効果的に加熱できることから、製品Ｚを素早く解体することができる。
【００４２】
また、図５に示すように、赤外線吸収素材５（例えば、三井化学ファイン株式会社製近赤外線吸収剤（Near IR Absorber )など) を被締結部材１の周辺に設けることにより、赤外加熱炉で赤外光を照射して、雄ねじ２や雌ねじ３を効果的に加熱できることから、製品Ｚを素早く解体することができる。
【００４３】
次に、本発明の雄ねじ６について説明する。
【００４４】
図６には、本発明の形状記憶素材、例えば、形状記憶樹脂からなる雄ねじ６の一実施形態が示されている。
【００４５】
この雄ねじ６は、頭部６１および該頭部６１と一体のねじ部６２からなり、ねじ部６２の中心には、穴６２１が形成されている。そして、雄ねじ６を形状回復温度に加熱すると、図７に示すように、ネジがなくなると同時に、外径が縮小する方向に形状回復し、ネジのない筒状のねじ形成部６２Ａを有する雄ねじ母材６Ａとなる。
【００４６】
次に、このように構成された雄ねじ６の形成手順について説明する。
【００４７】
図７において、雄ねじ母材６Ａは、頭部６１Ａと、頭部６１Ａと一体に成形され、ネジのない筒状のねじ形成部６２Ａからなり、ねじ形成部６２Ａには、その中心に穴６２１Ａが形成されている。
【００４８】
ここで、雄ねじ母材６Ａのねじ形成部６２Ａの外径ｄ０は、雄ねじ６のネジの谷の径ｄ１よりも小さく設定されている。
【００４９】
なお、ねじ形成部６２Ａの中心に形成された穴６２１Ａは、ドリルなどによって後加工してもよいし、雄ねじ母材６Ａを成形する際に同時に形成してもよい。
【００５０】
雄ねじ母材６Ａが成形されたならば、雄ねじ６の有効径程度の穴１１ａを有する下型１１に雄ねじ母材６Ａのねじ形成部６２Ａを配置し、上型１２で雄ねじ母材６Ａを保持する（図８（ａ）参照）。
【００５１】
この際、下型１１および上型１２をヒーターなどにより雄ねじ母材６Ａの軟化開始温度（例えば、三菱重工業製形状記憶樹脂ダイアリーの場合には、形状回復温度−２０℃）〜形状回復温度未満の温度に加熱し、雄ねじ母材６Ａが軟化するまでその状態を保持する。
【００５２】
次いで、図８（ｂ）に示すように、下型１１の穴１１ａに連通する加工穴１１ｂから、先端が円錐形状のピン１３を挿通し、雄ねじ母材６Ａのねじ形成部６２Ａの中心に形成された穴６２１Ａに押し込む。このため、雄ねじ母材６Ａのねじ形成部６２Ａの穴６２１Ａは押し広げられ、合わせて、ねじ形成部６２Ａの外径が下型１１の穴１１ａの径まで拡大される（図８（ｃ）参照）。
【００５３】
ここで、ピン１３の外径は、雄ねじ６のねじ部６２の谷の径ｄ１よりも小さく設定されている。
【００５４】
この後、雄ねじ母材６Ａが軟化温度以下になるまでこの状態を保持する（図８（ｄ）参照）。
【００５５】
なお、下型１１および上型１２に冷風を供給して急冷させてもよい。
【００５６】
雄ねじ母材６Ａが軟化温度以下に達したならば、型開きして雄ねじ母材６Ａを取り出し、図８（ｅ）に示すように、雄ねじ母材６Ａの拡大された穴６２１Ａに、拡大された穴６２１Ａの形状と同じ形状のジグ１４を取り付け、ねじ形成部６２Ａにネジを転造する。すなわち、雄ねじ６のネジと同じ山形、同じピッチのネジを刻んだ転造ダイス１５によって雄ねじ母材６Ａのねじ形成部６２Ａを挟み込み、その表面に転造ダイスを押し付けて転がすことによってネジを形成する。
【００５７】
このとき、雄ねじ母材６Ａを、雄ねじ母材６Ａの軟化開始温度（例えば、三菱重工業製形状記憶樹脂ダイアリーの場合には、形状回復温度−２０℃）〜形状回復温度未満の温度に加熱する。その後、ネジを転造しながら軟化温度以下に冷却する。
【００５８】
この様にして成形された雄ねじ６は、形状回復温度に加熱されると、ネジがなくなると同時に、外径が縮小する方向に形状を回復する。このため、形状回復時にネジが雌ねじ２０（図１２参照）のネジに食いつくことがなく、容易に雌ねじ２０から離脱させることができる。また、中実のものよりも体積が小さいため、加熱し易く、解体時に消費するエネルギーを削減することができるとともに、材料費を節約することができる。
【００５９】
図９には、本発明の形状記憶樹脂からなる雄ねじ６の他の実施形態が示されている。
【００６０】
この雄ねじ６も、頭部６１および該頭部６１と一体のねじ部６２からなり、ねじ部６２の中心には、円錐形状の穴６２２が形成されている。そして、雄ねじ６を形状回復温度に加熱すると、図１０に示すように、ネジがなくなると同時に、外径が縮小する方向に形状回復し、ネジのない逆円錐形状のねじ形成部６２Ｂを有する雄ねじ母材６Ｂとなる。
【００６１】
次に、このように構成された雄ねじ６の形成手順について説明する。
【００６２】
図１０において、雄ねじ母材６Ｂは、頭部６１Ｂと、ネジのない逆円錐形状のねじ形成部６２Ｂからなり、ねじ形成部６２Ｂは、その中心に穴６２２Ｂが形成されている。
【００６３】
ここで、雄ねじ母材６Ｂのねじ形成部６２Ｂの外径ｄ０は、雄ねじ６のネジの谷の径ｄ１よりも小さく設定されている。
【００６４】
なお、ねじ形成部６２Ｂの中心に形成された穴６２２Ｂは、ドリルなどによって後加工してもよいし、雄ねじ母材６Ｂを成形する際に同時に形成してもよい。
【００６５】
雄ねじ母材６Ｂが成形されたならば、雄ねじ６の有効径程度の穴１１ａを有する下型１１に雄ねじ母材６Ｂのねじ形成部６２Ｂを配置し、上型１２で雄ねじ母材６Ｂを保持する（図１１（ａ）参照）。
【００６６】
この際、下型１１および上型１２をヒーターなどにより雄ねじ母材６Ｂの軟化開始温度（例えば、三菱重工業製形状記憶樹脂ダイアリーの場合には、形状回復温度−２０℃）〜形状回復温度未満の温度に加熱し、雄ねじ母材６Ｂが軟化するまでその状態を保持する。
【００６７】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、下型１１に形成された穴１１ａに連通する加工穴１１ｂから、ねじ形成部６２Ｂのテーパー角度とほぼ同じテーパー角度の円錐形状のピン１６を挿通し、雄ねじ母材６Ｂのねじ形成部６２Ｂの中心に形成された穴６２２Ｂに押し込む。このため、雄ねじ母材６Ｂのねじ形成部６２Ｂの穴６２２Ｂは押し広げられ、ねじ形成部６２Ｂの外径が下型１１の穴１１ａの径まで拡大される（図１１（ｃ）参照）。
【００６８】
ここで、ピン１６の最大径は、雄ねじ６のネジの谷の径ｄ１よりも小さく設定されている。
【００６９】
この後、雄ねじ母材６Ｂが軟化温度以下になるまでこの状態を保持する（図１１（ｄ）参照）。
【００７０】
なお、下型１１および上型１２に冷風を供給して急冷させてもよい。
【００７１】
雄ねじ母材６Ｂが軟化温度以下に達したならば、型開きして雄ねじ母材６Ｂを取り出し、図１１（ｅ）に示すように、雄ねじ母材６Ｂの拡大された穴６２２Ｂに、拡大された穴６２２Ｂの形状と同じ形状のジグ１６を取り付け、雄ねじ形成部６２Ｂにネジを転造する。
【００７２】
このとき、雄ねじ母材６Ｂを、雄ねじ母材６Ｂの軟化開始温度（例えば、三菱重工業製形状記憶樹脂ダイアリーの場合には、形状回復温度−２０℃）〜形状回復温度未満の温度に加熱する。その後、ネジを転造しながら軟化温度以下に冷却する。
【００７３】
この様にして成形された雄ねじ６は、形状回復温度に加熱されると、ネジがなくなると同時に、径が縮小する方向に形状を回復する。このため、形状回復時にネジが雌ねじ２０のネジに食いつくことがなく、容易に雌ねじ２０から離脱させることができる。また、中実のものよりも体積が小さいため、加熱し易く、解体時に消費するエネルギーを削減することができるとともに、材料費を節約することができる。
【００７４】
なお、前述した実施形態においては、雄ねじ６に付いて説明したが、雄ねじ６に限らずねじ部を利用して締結する締結部材、例えば、ボルトなどにも適用することができる。
【００７５】
【発明の効果】
このように本発明によれば、形状回復時に雄ねじと雌ねじの干渉を確実に防止して簡単に離脱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の締結部材による被締結部品の締結状態を示す断面図である。
【図２】図１の被締結部品の締結状態において、締結部材が形状回復した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の締結部材を構成する雄ねじと雌ねじの形状回復過程を一部省略して示す説明図である。
【図４】本発明の締結部材による被締結部品の他の締結状態を示す断面図である。
【図５】本発明の締結部材による被締結部品のもう一つの締結状態を示す断面図である。
【図６】本発明の雄ねじの一実施形態を示す断面図である。
【図７】図６の雄ねじの形状回復状態を示す断面図である。
【図８】図６の雄ねじの製造工程を説明する工程図である。
【図９】本発明の雄ねじの他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】図９の雄ねじの形状回復状態を示す断面図である。
【図１１】図９の雄ねじの製造工程を説明する工程図である。
【図１２】従来の形状記憶素材製の雄ねじによる被締結部品の締結状態を示す断面図である。
【図１３】図１２の被締結部品の締結状態において、雄ねじが形状回復した状態を示す断面図である。
【図１４】図１２の形状記憶素材製の雄ねじの形状回復状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 締結部材
２，６ 雄ねじ
２Ａ，６Ａ，６Ｂ 雄ねじ母材
２１，６１，６１Ａ，６１Ｂ 頭部
２２，６２ ねじ部
６２１，６２２ 穴
２２Ａ，６２Ａ，６２Ｂ ねじ形成部
６２１Ａ，６２２Ｂ 穴
３ 雌ねじ
３Ａ 雌ねじ母材
３２ ねじ部
３２Ａ ねじ形成部
４ 電磁波吸収素材
５ 赤外線吸収素材
１１ 下型
１１ａ 穴
１２ 上型
１３，１６ ピン
１４，１７ ジグ
【発明の属する技術分野】
本発明は、形状記憶素材製の雄ねじと雌ねじからなる締結部材および締結部材を利用した製品ならびに形状記憶素材製の雄ねじおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、部品を本体に締結する場合には、ねじが用いられる。例えば、人手により、ねじを締め付ける方向に回して部品などを締結する一方、修理や解体のため、ねじを弛める方向に回して部品などを分離するようにしている。
【０００３】
ところで、近年、環境問題の高まりの中、製品のリサイクルの容易さが重要な要素になっている。製品のリサイクルを容易に達成するためには、締結部の解体性の向上が不可欠となる。
【０００４】
このような締結部の解体の容易さを向上させるため、形状記憶素材によって製造されたねじが提案されている。ここで、形状記憶素材とは、熱を加えることによって形状回復温度に達すると、予め形状記憶された状態に戻る性質を有する素材であって、例えば、ニッケルとチタンの合金（ニチノール）が知られている。
【０００５】
例えば、図１２に示すように、被締結部品Ｘを被締結部品Ｙに締結する場合、形状記憶素材によって製造された雄ねじ１０を用意するとともに、該雄ねじ１０と螺合可能な雌ねじ２０を被締結部品Ｙに設け、被締結部品Ｘを通して雄ねじ１０を被締結部品Ｙの雌ねじ２０に螺合するものである。
【０００６】
ここで、雄ねじ１０は、図１４に示す雄ねじ母材１０Ａ、すなわち、ネジのない筒状のねじ形成部１０１Ａが形状記憶されており、その外径ｄ０は、雌ねじ２０の内径Ｄ１より小さく設定されている。
【０００７】
したがって、図１２に示す状態で雄ねじ１０が加熱されて形状記憶回復温度に達すると、図１３に示すように、雄ねじ１０は、形状記憶した筒状のねじ形成部１０１Ａを有する雄ねじ母材１０Ａに回復する。この時の雄ねじ母材１０Ａのねじ形成部１０１Ａの外径ｄ０は、雌ねじ２０の内径Ｄ１より小さいため、締結が解除され、被締結部品Ｘと被締結部品Ｙが解体される（例えば、特許文献１参照）。
【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、前述した雄ねじ１０は、雄ねじ母材１０Ａの形状記憶時のねじ形成部１０１Ａの外径ｄ０を雌ねじ２０の内径Ｄ１以下とし、軸方向への圧縮によりねじ形成部１０１Ａの外径を雄ねじ１０の有効径程度まで変形させた後、転造によりネジを形成することによって製造される。
【００１０】
したがって、雄ねじ１０が加熱されて形状記憶回復温度に達し、形状記憶した筒状のねじ形成部１０１Ａを有する雄ねじ母材１０Ａに回復する際、ネジがなくなると同時に、ねじ形成部１０１Ａの長さが長くなる。この結果、形状回復途中のネジのピッチが変化し、螺合する雌ねじ２０のネジのピッチと合わなくなり、雄ねじ２０のネジと雌ねじ２０のネジとが干渉して外れなくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、形状回復時に雄ねじと雌ねじの干渉を確実に防止して簡単に離脱させることのできる雄ねじと雌ねじからなる締結部材および締結部材を利用した製品を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、形状回復時に雄ねじと雌ねじの干渉を確実に防止して簡単に締結を解除することのできる雄ねじおよびその製造方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、雄ねじおよび雌ねじの螺合により締結を行う締結部材において、前記雄ねじおよび雌ねじは、形状回復温度と形状回復方向がほぼ同一である形状記憶素材からなり、かつ、形状回復時における雄ねじ母材のねじ形成部および雌ねじ母材のねじ形成部がそれぞれネジのない筒状および穴状であり、それらのねじ形成部の外径および穴径がそれぞれ雄ねじおよび雌ねじの有効径とほぼ等しいことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、雄ねじおよび雌ねじは、同一特性の形状記憶素材、すなわち、形状記憶回復開始温度や形状記憶状態に戻る方向が同一である形状記憶素材から形成されているために、形状回復時において、雄ねじのネジと雌ねじのネジが干渉することなく確実に形態を変化させることができる。そして、雄ねじが雄ねじ母材に、雌ねじが雌ねじ母材にそれぞれ形状が回復した場合、雄ねじ母材のねじ形成部が雄ねじの有効径とほぼ同一径のネジのない筒状となり、また、雌ねじ母材のねじ形成部が雌ねじの有効径とほぼ同一径のネジのない穴状となることから、雄ねじ母材を雌ねじ母材から離脱させることができる。
【００１５】
本発明において、前記雌ねじの形状回復時における雌ねじ母材のねじ形成部の穴径が雄ねじの形状回復時におけるねじ形成部の外径よりも大きいと、雄ねじが雄ねじ母材に、雌ねじが雌ねじ母材にそれぞれ形状が回復した場合、雄ねじ母材を雌ねじ母材から簡単に離脱させることができるため、好ましい。
【００１６】
本発明において、前記形状記憶素材が形状記憶合金または形状記憶樹脂であることが好ましい。形状記憶合金としては、ＮｉＴｉ合金（ニチノール）、Ａｕ−Ｃｄなどが知られている。また、形状記憶樹脂としては、例えば、三菱重工業製の形状記憶樹脂ダイアリーが市販されている。
【００１７】
本発明は、前記請求項１乃至３のいずれかに記載の締結部材を少なくとも１箇所に用いたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、締結部材を構成する雄ねじおよび雌ねじは、同一特性の形状記憶素材、すなわち、形状記憶回復開始温度や形状記憶状態に戻る方向が同一である形状記憶素材、例えば、形状記憶合金や形状記憶樹脂から形成されているために、形状回復時において、雄ねじのネジと雌ねじのネジが干渉することなく形態を変化させることができる。そして、雄ねじが雄ねじ母材に、雌ねじが雌ねじ母材にそれぞれ形状が回復した場合、雄ねじ母材のねじ形成部が雄ねじの有効径とほぼ同一径のネジのない筒状となり、また、雌ねじ母材のねじ形成部が雌ねじの有効径とほぼ同一径のネジのない穴状となることから、雄ねじ母材を雌ねじ母材から離脱させることができる。したがって、締結部材を用いて被締結部品同士を締結している場合、簡単に各被締結部品に解体することができる。
【００１９】
本発明において、前記締結部材の近傍に電磁波吸収素材または赤外線吸収素材を設けると、電磁波または赤外線を照射することにより、電磁波吸収素材または赤外線吸収素材を介して締結部材を簡単に加熱することができる。このため、締結部材を短時間で形状回復させることができる。
【００２０】
本発明は、頭部およびねじ部からなる形状記憶素材製の雄ねじであって、ねじ部の中心に空間を有し、形状回復温度まで加熱されると、ネジがなくなると同時に、ねじ部が外径の小さくなる方向に形状回復することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明によれば、雄ねじが形状回復温度まで加熱された場合、雄ねじは、ネジのない、かつ、雄ねじの外径よりも小径の筒状のねじ形成部を有する雄ねじ母材に形状回復することから、雌ねじのネジに干渉することなく確実に形態を変化させることができる。このため、雄ねじ母材を雌ねじから簡単に離脱させることができる。
【００２２】
本発明は、頭部およびねじ部からなる形状記憶素材製の雄ねじであって、ねじ部の中心に空間を有し、形状回復温度まで加熱されると、ネジがなくなると同時に、ねじ部が略逆円錐形状に形状回復することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明によれば、雄ねじが形状回復温度まで加熱された場合、雄ねじは、ネジのない、かつ、略逆円錐形状のねじ形成部を有する雄ねじ母材に形状回復することから、雌ねじのネジに干渉することなく確実に形態を変化させることができる。このため、雄ねじ母材を雌ねじから簡単に離脱させることができる。
【００２４】
本発明は、請求項６または７記載の雄ねじの製造方法であって、雄ねじの有効径と同程度の径を有する下型の穴に形状記憶された雄ねじ母材のねじ形成部を遊嵌して上型で保持した後、雄ねじ母材を加熱し、雄ねじ母材のねじ形成部の外径を前記下型の穴の径まで拡開させ、次いで、ねじ形成部にネジを転造することを特徴とするものである。
【００２５】
本発明によれば、雄ねじの有効径と同程度の径を有する下型の穴に形状記憶された雄ねじ母材のねじ形成部を遊嵌して上型で保持した後、雄ねじ母材を加熱し、雄ねじ母材のねじ形成部の外径を前記下型の穴の径まで拡開させ、次いで、ねじ形成部にネジを転造することにより、雌ねじのネジに干渉することなく確実に形態を変化させることのできる雄ねじを簡単に製造することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１には、本発明の締結部材１、すなわち、形状記憶素材製の雄ねじ２および雄ねじ２に螺合可能であって、形状記憶素材製の雌ねじ３から構成された締結部材１の一実施形態が示されている。
【００２８】
この形状記憶素材、例えば、形状記憶合金あるいは形状記憶樹脂製の雄ねじ２は、頭部２１および該頭部２１と一体のねじ部２２からなり、雄ねじ２を形状回復温度に加熱すると、図２に示すように、ネジがなくなると同時に、外径が縮小する方向に形状回復し、ネジのない筒状のねじ形成部２２Ａを有する雄ねじ母材２Ａとなる。
【００２９】
一方、雌ねじ３は、ねじ部３２を有し、雄ねじ２と同一特性、すなわち、形状回復開始温度や形状回復方向が同一の形状記憶素材から形成されている。そして、雌ねじ３を形状回復温度に加熱すると、図２に示すように、ネジがなくなると同時に、穴径が拡大する方向に形状回復し、ネジのない穴状のねじ形成部３２Ａを有する雌ねじ母材３Ａとなる。
【００３０】
このような雄ねじ２および雌ねじ３からなる締結部材１によって、被締結部品Ｘを被締結部品Ｙに締結して製品Ｚを製造する場合は、図１に示すように、予め被締結部品Ｙに雌ねじ３を圧入しておき、被締結部品Ｘを通して雄ねじ２を雌ねじ３に螺合させて締め付けることにより、被締結部品Ｘおよび被締結部品Ｙを締結して製品Ｚを得ることができる。
【００３１】
ここで、雄ねじ２が形状記憶された雄ねじ母材２Ａに回復した場合、そのねじ形成部２２Ａの外径をｄ２（図２参照）、雄ねじ２のねじ部２２の外径をｄ、その谷の径をｄ１とするとき（図３（ａ）参照）、ｄ２＝（ｄ＋ｄ１）／２である。
【００３２】
同様に、雌ねじ３が形状記憶された雌ねじ母材３Ａに回復した場合、そのねじ形成部３２Ａの穴径をＤ２（図２参照）、雌ねじ３のねじ部３２の谷の径をＤ、内径をＤ１とするとき（図３（ａ）参照）、Ｄ２＝（Ｄ＋Ｄ１）／２である。また、雄ねじ母材２Ａのねじ形成部２２Ａの外径ｄ２は、雌ねじ母材３Ａのねじ形成部３２Ａの穴径Ｄ２よりもわずかに小さく設定されている。
【００３３】
なお、雄ねじ２のねじ部２２は、転造、すなわち、雄ねじ２のネジと同じ山形、同じピッチのネジを刻んだ転造ダイスによって雄ねじ母材２Ａのねじ形成部２２Ａを挟み込み、その表面に転造ダイスを押し付けて転がすことによって形成される。
【００３４】
また、雌ねじ３のねじ部３２は、雌ねじ３と螺合可能なボルトを雌ねじ母材３Ａのねじ形成部３２Ａの穴に挿入し、ねじ形成部３２Ａを半径方向に加圧することによって形成される。
【００３５】
このように構成された締結部材１の形状回復過程について説明する。
【００３６】
図１に示したように、被締結部品Ｘを通して雄ねじ２を被締結部品Ｙに圧入された雌ねじ３に螺合させ、被締結部品Ｘおよび被締結部品Ｙを締結している状態において、締結部材１を外部より加熱する。そして、雄ねじ２および雌ねじ３が形状回復温度に達すれば、雄ねじ２および雌ねじ３は、同時に形状を回復する。
【００３７】
この場合、図３（ａ）に示すように、雄ねじ２のネジのうち、山部分は、実線矢印で示すように、山の頂点が低くなる方向に、谷部分は、実線矢印で示すように、谷の底が高くなる方向にそれぞれ変形を開始する。一方、雌ねじ３のネジのうち、谷部分は、破線矢印で示すように、谷の底が高くなる方向に、山部分は、破線矢印で示すように、山の頂点が低くなる方向にそれぞれ変形を開始する。
【００３８】
さらに、加熱されると、このような変形が継続され（図３（ｂ）参照）、ついには、雄ねじ２が、ネジのない筒状のねじ形成部２２Ａを有する雄ねじ母材２Ａに形態を変化し、また、雌ねじ３が、ネジのない穴状のねじ形成部３２Ａを有する雌ねじ母材３Ａに形態を変化する（図３（ｃ）参照）。
【００３９】
このように、雄ねじ２および雌ねじ３は、形状記憶回復開始温度や形状記憶状態に戻る方向が同一であるために、雄ねじ２のネジと雌ねじ３のネジが干渉することなく確実に形態を変化させることができる。そして、雄ねじ母材２Ａおよび雌ねじ母材３Ａに形状が回復した場合、雄ねじ母材２Ａの外径ｄ２は、雌ねじ母材３Ａの穴径Ｄ２よりも小さいため、雄ねじ母材２Ａを雌ねじ母材３Ａから簡単に離脱させることができ、被締結部品Ｘと被締結部品Ｙとの締結を解除することができる。
【００４０】
例えば、携帯電話において、本体側に本発明の締結部材１を構成する雌ねじ３を設け、本発明の締結部材１を構成する雄ねじ２を介して締結しようとする部品を本体側に締結すると、携帯電話を所定の温度に加熱することにより、雄ねじ２と雌ねじ３の締結が解除され、簡単に本体側から締結した部品を離脱させることができる。
【００４１】
なお、本発明の締結部材１を用いた製品Ｚにおいて、図４に示すように、フェライトや炭化珪素などの電磁波吸収素材４を被締結部材１の周辺に設けることにより、電子レンジなどにより電磁波を照射して、雄ねじ２や雌ねじ３を効果的に加熱できることから、製品Ｚを素早く解体することができる。
【００４２】
また、図５に示すように、赤外線吸収素材５（例えば、三井化学ファイン株式会社製近赤外線吸収剤（Near IR Absorber )など) を被締結部材１の周辺に設けることにより、赤外加熱炉で赤外光を照射して、雄ねじ２や雌ねじ３を効果的に加熱できることから、製品Ｚを素早く解体することができる。
【００４３】
次に、本発明の雄ねじ６について説明する。
【００４４】
図６には、本発明の形状記憶素材、例えば、形状記憶樹脂からなる雄ねじ６の一実施形態が示されている。
【００４５】
この雄ねじ６は、頭部６１および該頭部６１と一体のねじ部６２からなり、ねじ部６２の中心には、穴６２１が形成されている。そして、雄ねじ６を形状回復温度に加熱すると、図７に示すように、ネジがなくなると同時に、外径が縮小する方向に形状回復し、ネジのない筒状のねじ形成部６２Ａを有する雄ねじ母材６Ａとなる。
【００４６】
次に、このように構成された雄ねじ６の形成手順について説明する。
【００４７】
図７において、雄ねじ母材６Ａは、頭部６１Ａと、頭部６１Ａと一体に成形され、ネジのない筒状のねじ形成部６２Ａからなり、ねじ形成部６２Ａには、その中心に穴６２１Ａが形成されている。
【００４８】
ここで、雄ねじ母材６Ａのねじ形成部６２Ａの外径ｄ０は、雄ねじ６のネジの谷の径ｄ１よりも小さく設定されている。
【００４９】
なお、ねじ形成部６２Ａの中心に形成された穴６２１Ａは、ドリルなどによって後加工してもよいし、雄ねじ母材６Ａを成形する際に同時に形成してもよい。
【００５０】
雄ねじ母材６Ａが成形されたならば、雄ねじ６の有効径程度の穴１１ａを有する下型１１に雄ねじ母材６Ａのねじ形成部６２Ａを配置し、上型１２で雄ねじ母材６Ａを保持する（図８（ａ）参照）。
【００５１】
この際、下型１１および上型１２をヒーターなどにより雄ねじ母材６Ａの軟化開始温度（例えば、三菱重工業製形状記憶樹脂ダイアリーの場合には、形状回復温度−２０℃）〜形状回復温度未満の温度に加熱し、雄ねじ母材６Ａが軟化するまでその状態を保持する。
【００５２】
次いで、図８（ｂ）に示すように、下型１１の穴１１ａに連通する加工穴１１ｂから、先端が円錐形状のピン１３を挿通し、雄ねじ母材６Ａのねじ形成部６２Ａの中心に形成された穴６２１Ａに押し込む。このため、雄ねじ母材６Ａのねじ形成部６２Ａの穴６２１Ａは押し広げられ、合わせて、ねじ形成部６２Ａの外径が下型１１の穴１１ａの径まで拡大される（図８（ｃ）参照）。
【００５３】
ここで、ピン１３の外径は、雄ねじ６のねじ部６２の谷の径ｄ１よりも小さく設定されている。
【００５４】
この後、雄ねじ母材６Ａが軟化温度以下になるまでこの状態を保持する（図８（ｄ）参照）。
【００５５】
なお、下型１１および上型１２に冷風を供給して急冷させてもよい。
【００５６】
雄ねじ母材６Ａが軟化温度以下に達したならば、型開きして雄ねじ母材６Ａを取り出し、図８（ｅ）に示すように、雄ねじ母材６Ａの拡大された穴６２１Ａに、拡大された穴６２１Ａの形状と同じ形状のジグ１４を取り付け、ねじ形成部６２Ａにネジを転造する。すなわち、雄ねじ６のネジと同じ山形、同じピッチのネジを刻んだ転造ダイス１５によって雄ねじ母材６Ａのねじ形成部６２Ａを挟み込み、その表面に転造ダイスを押し付けて転がすことによってネジを形成する。
【００５７】
このとき、雄ねじ母材６Ａを、雄ねじ母材６Ａの軟化開始温度（例えば、三菱重工業製形状記憶樹脂ダイアリーの場合には、形状回復温度−２０℃）〜形状回復温度未満の温度に加熱する。その後、ネジを転造しながら軟化温度以下に冷却する。
【００５８】
この様にして成形された雄ねじ６は、形状回復温度に加熱されると、ネジがなくなると同時に、外径が縮小する方向に形状を回復する。このため、形状回復時にネジが雌ねじ２０（図１２参照）のネジに食いつくことがなく、容易に雌ねじ２０から離脱させることができる。また、中実のものよりも体積が小さいため、加熱し易く、解体時に消費するエネルギーを削減することができるとともに、材料費を節約することができる。
【００５９】
図９には、本発明の形状記憶樹脂からなる雄ねじ６の他の実施形態が示されている。
【００６０】
この雄ねじ６も、頭部６１および該頭部６１と一体のねじ部６２からなり、ねじ部６２の中心には、円錐形状の穴６２２が形成されている。そして、雄ねじ６を形状回復温度に加熱すると、図１０に示すように、ネジがなくなると同時に、外径が縮小する方向に形状回復し、ネジのない逆円錐形状のねじ形成部６２Ｂを有する雄ねじ母材６Ｂとなる。
【００６１】
次に、このように構成された雄ねじ６の形成手順について説明する。
【００６２】
図１０において、雄ねじ母材６Ｂは、頭部６１Ｂと、ネジのない逆円錐形状のねじ形成部６２Ｂからなり、ねじ形成部６２Ｂは、その中心に穴６２２Ｂが形成されている。
【００６３】
ここで、雄ねじ母材６Ｂのねじ形成部６２Ｂの外径ｄ０は、雄ねじ６のネジの谷の径ｄ１よりも小さく設定されている。
【００６４】
なお、ねじ形成部６２Ｂの中心に形成された穴６２２Ｂは、ドリルなどによって後加工してもよいし、雄ねじ母材６Ｂを成形する際に同時に形成してもよい。
【００６５】
雄ねじ母材６Ｂが成形されたならば、雄ねじ６の有効径程度の穴１１ａを有する下型１１に雄ねじ母材６Ｂのねじ形成部６２Ｂを配置し、上型１２で雄ねじ母材６Ｂを保持する（図１１（ａ）参照）。
【００６６】
この際、下型１１および上型１２をヒーターなどにより雄ねじ母材６Ｂの軟化開始温度（例えば、三菱重工業製形状記憶樹脂ダイアリーの場合には、形状回復温度−２０℃）〜形状回復温度未満の温度に加熱し、雄ねじ母材６Ｂが軟化するまでその状態を保持する。
【００６７】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、下型１１に形成された穴１１ａに連通する加工穴１１ｂから、ねじ形成部６２Ｂのテーパー角度とほぼ同じテーパー角度の円錐形状のピン１６を挿通し、雄ねじ母材６Ｂのねじ形成部６２Ｂの中心に形成された穴６２２Ｂに押し込む。このため、雄ねじ母材６Ｂのねじ形成部６２Ｂの穴６２２Ｂは押し広げられ、ねじ形成部６２Ｂの外径が下型１１の穴１１ａの径まで拡大される（図１１（ｃ）参照）。
【００６８】
ここで、ピン１６の最大径は、雄ねじ６のネジの谷の径ｄ１よりも小さく設定されている。
【００６９】
この後、雄ねじ母材６Ｂが軟化温度以下になるまでこの状態を保持する（図１１（ｄ）参照）。
【００７０】
なお、下型１１および上型１２に冷風を供給して急冷させてもよい。
【００７１】
雄ねじ母材６Ｂが軟化温度以下に達したならば、型開きして雄ねじ母材６Ｂを取り出し、図１１（ｅ）に示すように、雄ねじ母材６Ｂの拡大された穴６２２Ｂに、拡大された穴６２２Ｂの形状と同じ形状のジグ１６を取り付け、雄ねじ形成部６２Ｂにネジを転造する。
【００７２】
このとき、雄ねじ母材６Ｂを、雄ねじ母材６Ｂの軟化開始温度（例えば、三菱重工業製形状記憶樹脂ダイアリーの場合には、形状回復温度−２０℃）〜形状回復温度未満の温度に加熱する。その後、ネジを転造しながら軟化温度以下に冷却する。
【００７３】
この様にして成形された雄ねじ６は、形状回復温度に加熱されると、ネジがなくなると同時に、径が縮小する方向に形状を回復する。このため、形状回復時にネジが雌ねじ２０のネジに食いつくことがなく、容易に雌ねじ２０から離脱させることができる。また、中実のものよりも体積が小さいため、加熱し易く、解体時に消費するエネルギーを削減することができるとともに、材料費を節約することができる。
【００７４】
なお、前述した実施形態においては、雄ねじ６に付いて説明したが、雄ねじ６に限らずねじ部を利用して締結する締結部材、例えば、ボルトなどにも適用することができる。
【００７５】
【発明の効果】
このように本発明によれば、形状回復時に雄ねじと雌ねじの干渉を確実に防止して簡単に離脱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の締結部材による被締結部品の締結状態を示す断面図である。
【図２】図１の被締結部品の締結状態において、締結部材が形状回復した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の締結部材を構成する雄ねじと雌ねじの形状回復過程を一部省略して示す説明図である。
【図４】本発明の締結部材による被締結部品の他の締結状態を示す断面図である。
【図５】本発明の締結部材による被締結部品のもう一つの締結状態を示す断面図である。
【図６】本発明の雄ねじの一実施形態を示す断面図である。
【図７】図６の雄ねじの形状回復状態を示す断面図である。
【図８】図６の雄ねじの製造工程を説明する工程図である。
【図９】本発明の雄ねじの他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】図９の雄ねじの形状回復状態を示す断面図である。
【図１１】図９の雄ねじの製造工程を説明する工程図である。
【図１２】従来の形状記憶素材製の雄ねじによる被締結部品の締結状態を示す断面図である。
【図１３】図１２の被締結部品の締結状態において、雄ねじが形状回復した状態を示す断面図である。
【図１４】図１２の形状記憶素材製の雄ねじの形状回復状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 締結部材
２，６ 雄ねじ
２Ａ，６Ａ，６Ｂ 雄ねじ母材
２１，６１，６１Ａ，６１Ｂ 頭部
２２，６２ ねじ部
６２１，６２２ 穴
２２Ａ，６２Ａ，６２Ｂ ねじ形成部
６２１Ａ，６２２Ｂ 穴
３ 雌ねじ
３Ａ 雌ねじ母材
３２ ねじ部
３２Ａ ねじ形成部
４ 電磁波吸収素材
５ 赤外線吸収素材
１１ 下型
１１ａ 穴
１２ 上型
１３，１６ ピン
１４，１７ ジグ
Claims (8)
- 雄ねじおよび雌ねじの螺合により締結を行う締結部材において、前記雄ねじおよび雌ねじは、形状回復温度と形状回復方向がほぼ同一である形状記憶素材からなり、かつ、形状回復時における雄ねじ母材のねじ形成部および雌ねじ母材のねじ形成部がそれぞれネジのない筒状および穴状であり、それらのねじ形成部の外径および穴径がそれぞれ雄ねじおよび雌ねじの有効径とほぼ等しいことを特徴とする締結部材。
- 前記雌ねじの形状回復時における雌ねじ母材のねじ形成部の穴径が雄ねじの形状回復時におけるねじ形成部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の締結部材。
- 前記形状記憶素材が形状記憶合金または形状記憶樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の締結部材。
- 前記請求項１乃至３のいずれかに記載の締結部材を少なくとも１箇所に用いたことを特徴とする締結部材を利用した製品。
- 前記締結部材の近傍に電磁波吸収素材または赤外線吸収素材を設けたことを特徴とする請求項４記載の締結部材を利用した製品。
- 頭部およびねじ部からなる形状記憶素材製の雄ねじであって、ねじ部の中心に空間を有し、形状回復温度まで加熱されると、ネジがなくなると同時に、ねじ部が外径の小さくなる方向に形状回復することを特徴とする雄ねじ。
- 頭部およびねじ部からなる形状記憶素材製の雄ねじであって、ねじ部の中心に空間を有し、形状回復温度まで加熱されると、ネジがなくなると同時に、ねじ部が略逆円錐形状に形状回復することを特徴とする雄ねじ。
- 請求項６または７記載の雄ねじの製造方法であって、雄ねじの有効径と同程度の径を有する下型の穴に形状記憶された雄ねじ母材のねじ形成部を遊嵌して上型で保持した後、雄ねじ母材を加熱し、雄ねじ母材のねじ形成部の外径を前記下型の穴の径まで拡開させ、次いで、ねじ形成部にネジを転造することを特徴とする雄ねじの製造方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105929908A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-09-07 | 上海创功通讯技术有限公司 | 移动终端的外壳、移动终端及外壳的配置方法 |
| EP3333433A4 (en) * | 2015-08-06 | 2018-07-25 | Reach Surgical, Inc. | Structural member and method for assembling same |
-
2002
- 2002-12-13 JP JP2002362506A patent/JP2004190837A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3333433A4 (en) * | 2015-08-06 | 2018-07-25 | Reach Surgical, Inc. | Structural member and method for assembling same |
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