形状記憶性樹脂製雄型締結体およびその製造方法
【課題】十分な締結力を保持し、かつ、形状回復温度以上への加温による締結機能の消失が確実である形状記憶性樹脂製雄型締結体およびその製造方法を提供する。
【解決手段】形状記憶性樹脂製雄型締結体１は、外面に形成された雄ねじ部２３を有する柱状シャフト部２を備える。締結体１は、シャフト部２の中心軸に対して平行に延び、かつシャフト部２の中心軸から外面までの距離が長い複数の長径部２１と、長径部２１間に位置し、長径部２１より中心軸からの距離が短い複数の短径部２２と、長径部２１の外面に形成された雄ねじ部２３とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有する。締結機能消失形態では、シャフト部２は、短径部２２の半径ａ２より大きく、長径部２１の半径ａ１より小さい半径ａ３を有するほぼ円柱状であり、外面に雄ねじ部を持たない。
【解決手段】形状記憶性樹脂製雄型締結体１は、外面に形成された雄ねじ部２３を有する柱状シャフト部２を備える。締結体１は、シャフト部２の中心軸に対して平行に延び、かつシャフト部２の中心軸から外面までの距離が長い複数の長径部２１と、長径部２１間に位置し、長径部２１より中心軸からの距離が短い複数の短径部２２と、長径部２１の外面に形成された雄ねじ部２３とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有する。締結機能消失形態では、シャフト部２は、短径部２２の半径ａ２より大きく、長径部２１の半径ａ１より小さい半径ａ３を有するほぼ円柱状であり、外面に雄ねじ部を持たない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外面に形成された雄ねじ部を有する形状記憶性樹脂製雄型締結体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの製品において、多くの締結体が利用されている。締結体としては、雄ねじ部を有する雄型締結体であるねじ、ボルトなどがある。部品などを本体に締結する場合には、ねじを締め付ける方向に回して部品などが固定される。また、修理、解体時には、ねじを弛める方向に回して部品などを本体より離脱させる。
近年では、資源および環境問題などより、製品のリサイクル化が促進されており、製品として、解体の容易さが求められるようになってきている。製品のリサイクルを容易なものとするためには、締結体の離脱の容易さが必要である。
そして、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。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、形状記憶性樹脂、形状記憶合金と呼ばれるものがある。
そして、本件出願人は、特開２００３−１４５５６４（特許文献１）において、形状記憶性樹脂を用いた締結体を提案している。この締結体は、形状記憶ポリマーからなる締結体であり、ポリウレタン系形状記憶ポリマー部分に、締結機能を発揮する、凸部、凹部、凹凸部、ねじ部、および、傾斜部からなる群より選ばれる少なくとも１つ以上の形状を設けたものである。さらに、締結体として、ポリウレタン系形状記憶ポリマーからなる締結機能部を有し、該締結機能部における外径をｄ1、二次賦形前の外径をｄ0とし、嵌合相手となる雌形締結体の締結機能部、あるいは嵌合部の内径をD1としたときに、下式（１）及び（２）
ｄ0 ＜ Ｄ1 （１）、ｄ1 ＞ Ｄ1 （２） を同時に満たすように、該締結機能部を設けることも提案している。
また、特開２００４−１９０８３７（特許文献２）には、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の穴状となるものが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４５５６４
【特許文献２】特開２００４−１９０８３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および２のものも有効ではあるが、特許文献２のものでは、雌ねじを有する雌形締結部も形状記憶材料により形成し、かつ適宜の塑性変形処理をなければならないという制約がある。
形状記憶性樹脂により、雄形締結体を形成する場合、締結機能を持たない形態の締結体基材を成形した後、形状記憶性樹脂の形状回復温度もしくはガラス転移温度以下の温度条件化において、締結機能（例えば、雄ねじ部）を付与する塑性変形工程を行うことが必要である。この塑性変形工程における塑性変形度が高いほど、塑性変形前の形状への復元率が低下する。しかし、塑性変形度が小さすぎると、形状復元した状態において、締結対象である雌形締結体より離脱しない状態が発生する。
そこで、本発明は、形状記憶性樹脂を用いた雄形締結体において、その形態を改良することにより、十分な締結力を保持し、かつ、形状回復温度以上への加温により、締結機能が確実に消失し、締結対象の雌形締結体より容易かつ確実に離脱することができる形状記憶性樹脂製雄型締結体およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１） 外面に形成された雄ねじ部を有する柱状シャフト部を少なくとも備える形状記憶性樹脂製雄型締結体であって、
該雄型締結体は、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう設けられた複数の長径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延びかつ前記複数の長径部間に位置し、さらに、前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記長径部より短い複数の短径部と、前記複数の長径部の外面に形成された前記雄ねじ部とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有するものであり、該締結機能消失形態では、前記シャフト部は、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に実質的に雄ねじ部を持たないものである形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【０００６】
（２） 前記形状記憶性樹脂は、動的粘弾性測定における損失正接値のピークとなる第１の損失正接ピーク温度を有する第１の形状記憶性ポリマーと、前記第１の形状記憶性ポリマーと相溶性を有し、かつ動的粘弾性測定における損失正接値のピークが前記第１の損失正接ピーク温度よりも高い第２の損失正接ピーク温度を有する第２の形状記憶性ポリマーとの混合物からなるものである上記（１）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（３） 前記形状記憶性樹脂は、非晶性ポリエチレンテレフタレートと、非晶性ポリエチレンナフタレート、低結晶性形状記憶ポリエチレンナフタレートもしくは半結晶性ポリエチレンナフタレートとの混合物である上記（２）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【０００７】
（４） 前記形状記憶性樹脂は、非晶性形状記憶性ポリマーである上記（１）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（５） 前記非晶性形状記憶性ポリマーは、非晶性ポリエステル、非晶性スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリチオエーテル、非晶性ポリイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、非晶性オレフィン系樹脂、ポリフェニレンサルファイドからなる群より選択された少なくとも１種のものである上記（４）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（６） 前記形状記憶性樹脂は、非晶性ポリエチレンテレフタレート、非晶性ポリエチレンナフタレート、低結晶性形状記憶ポリエチレンナフタレートもしくは半結晶性ポリエチレンナフタレートのいずれかである上記（１）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【０００８】
（７） 前記雄型締結体は、前記シャフト部の一端に形成された頭部を備えている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（８） 前記締結用形態における前記シャフト部は、楕円柱状であり、長径部分により向かい合う２つの長径部が形成されており、短径部分において向かい合う２つの短径部が形成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（９） 前記締結用形態における前記シャフト部は、略正多角柱状であり、角部により前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部が形成されており、各隣り合う長径部の中間部が短径部となっている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【０００９】
（１０） 前記締結用形態における前記シャフト部は、略円柱状であり、かつ、前記シャフト部の中心軸に対して平行かつ向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された軸方向に延びる凹部を備え、該凹部により前記短径部が形成されており、該凹部間により前記長径部が形成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（１１） 前記雄型締結体は、前記締結用形態における前記長径部の前記雄ねじ部と螺合可能であり、かつ、前記締結機能消失形態における前記シャフト部と係合しない有効内径を有する雌ねじ部を有する雌形締結体に使用されるものである上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（１２） 前記締結機能消失形態となる前記所定温度は、５０℃〜１６０℃である上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（１３） 前記形状記憶性樹脂は、ガラス繊維もしくは炭素繊維を含有している上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【００１０】
また、上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１４） 前記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法であって、
前記形状記憶性樹脂を射出成形することにより、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有する締結体基材を成形し、
複数に分割されるとともに、内部に前記締結体基材の前記シャフト部を収納可能かつ収納した状態にて狭圧することにより、前記締結体基材の前記シャフト部に、該シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が短い複数の短径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記短径部より長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部と、該複数の長径部の外面に雄ねじ部とを有する締結用形態に前記シャフト部を塑性変形可能な成型用型を用いて、前記形状記憶性樹脂性雄型締結体の形状回復温度以下の温度条件にて、前記雄型締結体基材の前記シャフト部を塑性変形させる形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法。
（１５） 前記成型用型は、複数に分割された成型ダイスを備え、各成型ダイスは、シャフト部成形用内面を備えるとともに該シャフト部成形用内面の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝が設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部は、前記シャフト部成形用内面の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている上記（１４）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体は、形状記憶性樹脂により成形されるとともに、外面に形成された雄ねじ部を有する柱状シャフト部を備え、該雄型締結体は、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう設けられた複数の長径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延びかつ前記複数の長径部間に位置し、さらに、前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記長径部より短い複数の短径部と、前記複数の長径部の外面に形成された前記雄ねじ部とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有するものであり、該締結機能消失形態では、前記シャフト部は、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に実質的に雄ねじ部を持たないものとなっている。
特に、この形状記憶性樹脂製雄型締結体では、シャフト部は、締結機能消失形態時において、ほぼ円柱状であり、締結用形態時において非円柱状となっているとともに、シャフト部の全面に雄ねじ部を備えないものとなっている。このため、シャフト部に締結機能付与のために付加された塑性変形度が低く、使用する形状記憶性樹脂の形状回復温度以上に加温することにより、確実に締結機能消失形態に変態することが可能である。よって、締結対象の雌形締結体より容易かつ確実に離脱させることができる。
【００１２】
また、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法は、上記の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法であるとともに、前記形状記憶性樹脂を射出成形することにより、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有する締結体基材を成形し、複数に分割されるとともに、内部に前記締結体基材の前記シャフト部を収納可能かつ収納した状態にて狭圧することにより、前記締結体基材の前記シャフト部に、該シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が短い複数の短径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記短径部より長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部と、該複数の長径部の外面に雄ねじ部とを有する締結用形態に前記シャフト部を塑性変形可能な成型用型を用いて、前記形状記憶性樹脂性雄型締結体の形状回復温度以下の温度条件にて、前記雄型締結体基材の前記シャフト部を塑性変形させるものである。
よって、上記の使用する形状記憶性樹脂の形状回復温度以上に加温することにより、確実に締結機能消失形態に変態することが可能な締結体を容易かつ確実に製造することができ、かつ、シャフト部形態の設計も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体をボルトに応用した実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体をボルトに応用した実施例の正面図である。図２は、図１に示したボルトの右側面図である。図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。図５は、図１に示したボルトの拡大底面図である。図６は、図１に示したボルトの斜視図である。
図７は、図１に示した形状記憶性樹脂製雄型締結体に用いられる締結体基材の正面図である。図８は、図７に示した締結体基材の底面図である。図９は、図７に示した締結体基材の斜視図である。
図１０は、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体の締結状態を示す断面図である。図１１は、図１０のＣ−Ｃ線断面図である。図１２は、図１０に示した雄型締結体を加温し、締結機能消失形態とした状態の断面図である。
【００１４】
本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体１は、形状記憶性樹脂により成形されるとともに、外面に形成された雄ねじ部２３を有する柱状シャフト部２を少なくとも備える。雄型締結体１は、シャフト部２の中心軸に対して平行に延び、かつシャフト部２の中心軸から外面までの距離が長く、さらに向かい合うように２つもしくはシャフト部２の中心軸に対してほぼ等角度となるように設けられた複数の長径部２１と、シャフト部２の中心軸に対して平行に延びかつ複数の長径部２１間に位置し、さらに、シャフト部２の中心軸から外面までの距離が長径部２１より短い複数の短径部２２と、長径部２１の外面に形成された雄ねじ部２３とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有する。締結機能消失形態では、シャフト部２は、短径部２２の半径ａ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ａ１より小さい半径ａ３を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に実質的に雄ねじ部を持たないものである。
【００１５】
図１ないし図６に示す実施例の雄型締結体（ボルト）について説明する。
この形状記憶性樹脂製締結体である形状記憶性樹脂製ボルト１は、締結用形態と締結機能消失形態を備える。締結用形態とは、締結体を締結体として用いる状態における形態であり、締結機能消失形態とは、ボルト１を使用する形状記憶性樹脂の動的粘弾性測定における損失正接値のピークとなる損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより発現する形態であり、ボルトを締結対象部より離脱する際の形態である。
締結用形態において、ボルト１は、柱状シャフト部２と、シャフト部２の一端に形成された頭部３を備える。そして、締結用形態におけるシャフト部２は、楕円柱状であり、長径部分により向かい合う２つの長径部２１が形成されており、２つの長径部２１間に位置する短径部分において、向かい合う２つの短径部２２が形成されている。そして、向かい合う２つの長径部２１の表面には、雄ねじ部２３が形成されている。そして、短径部２２の表面は、図１および図６に示すように、雄ねじ部が形成されていない雄ねじ部非形成部（具体的には、平坦部）となっている。
【００１６】
この実施例のボルト１では、長径部２１は、シャフト部２の中心軸に対して平行にかつシャフト部２の全長にわたり形成されている。同様に、短径部２２もシャフト部２の中心軸に対して平行にかつシャフト部２の全長にわたり形成されている。また、頭部３の上面には、締結用具接続用凹部３１が形成されている。
そして、形状記憶性樹脂製ボルト１は、使用する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより、締結機能消失形態に移行する。
締結機能消失形態では、図７、図８および図９に示す形態となる。具体的には、頭部３は、実質的に変化せず、柱状シャフト部２は、楕円柱状から、ほぼ円柱状のシャフト部２ａに変化し、かつ、その表面に存在していた雄ねじ部が消失する。これにより、ボルト１は、締結機能を失うものとなる。
【００１７】
そして、図５を用いて説明する。なお、図５における補助線２４は、短径部２２を半径とする円を示すものであり、補助線２５は、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの外径を示すものであり、補助線２６は、締結対象の雌形締結体４の内径を示すものである。図５に示すように、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３は、締結用形態における短径部２２の半径ａ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ａ１より小さいものとなっている。よって、長径部２１の半径ａ１、短径部２２の半径ａ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３は、ａ１＞ａ３＞ａ２の関係を有するものとなる。ａ１は、ａ２の１．５〜２．０倍程度であることが好ましく、ａ３は、ａ１の０．７〜０．９倍程度であることが好ましい。また、短径部２２の幅（言い換えれば、平坦部の幅）は、長径部２１の半径ａ１より小さいものとなっている。短径部２２の幅は、長径部２１の半径ａ１の０．６〜０．９倍程度であることが好ましい。
【００１８】
そして、この締結体（ボルト）は、締結用形態における長径部２１の雄ねじ部２３と螺合可能であり、かつ、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａと係合しない、言い換えれば、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３より大きい有効内径ａ４（図１２参照）を有する雌ねじ部を備える雌形締結体４に使用される。
よって、長径部２１の半径ａ１、短径部２２の半径ａ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３、使用対象の雌形締結体４の雌ねじ部の有効半径ａ４は、ａ１＞ａ４＞ａ３＞ａ２の関係を有するものとなる。
【００１９】
次に、本発明の形状記憶性樹脂製締結体１の作用を図１０ないし図１２を用いて説明する。
この例では、形状記憶性樹脂製締結体であるボルト１は、本体部材７に取付対象部材６を固定するため用いられている。本体部材７には、凹部（ボス）７ａが設けられており、この凹部７ａには、ボルト１と螺合可能な雌型締結体であるナット４が埋設されている。また、この例では、ボルト１の頭部３と取付対象部材６間には、第１の座金５ａが、また、取付対象部材６と雌型締結体（ナット）４間には、第２の座金５ｂが配置されている。
【００２０】
そして、図１０に示すように、ボルト１は、ナット４に締結された状態において、ボルト１の長径部２１の表面に形成された雄ねじ部２３は、ナット４の内面に形成された雌ねじ部４１と螺合している。そして、図１０のＣ−Ｃ線断面図である図１１に示すように、ボルト１の短径部２２の表面は、ナット４に締結された状態において、ナット４の内面に形成された雌ねじ部４１と所定距離離間し、接触しないものとなっている。よって、ボルト１は、長径部のみにおいて締結機能を発揮し、短径部では、締結に寄与しないものとなっている。
そして、形状記憶性樹脂製締結体であるボルト１をその形状回復温度以上に加温すると、図１２に示すように、シャフト部は、短径部２２の半径ａ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ａ１より小さく、かつ、ナット４の有効半径よりも小さい半径を有するほぼ円柱状に変形するとともに、外面に形成されていた雄ねじ部は、消失する。これにより、ボルト１は、締結機能を喪失し、本体部材７への取付対象部材６の固定を解除するとともに、シャフト部２ａの半径は、ナット４の有効半径よりも小さいため、ナットより容易に離脱することが可能となる。
【００２１】
次に、図１３ないし図１８に示す実施例の雄型締結体（ボルト）について説明する。
図１３は、本発明の雄型締結体をボルトに応用した他の実施例の正面図である。図１４は、図１３に示したボルトの右側面図である。図１５は、図１３のＤ−Ｄ線断面図である。図１６は、図１３のＥ−Ｅ線断面図である。図１７は、図１３に示したボルトの拡大底面図である。図１８は、図１３に示したボルトの斜視図である。
【００２２】
この実施例の雄型締結体（ボルト）５０と上述した雄型締結体（ボルト）１との相違は、柱状シャフト部の形態のみである。
この実施例の形状記憶性樹脂製ボルト５０も上述したボルト１と同様に、締結用形態と締結機能消失形態を備える。締結用形態とは、締結体を締結体として用いる状態における形態であり、締結機能消失形態とは、ボルトを使用する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより発現する形態であり、ボルトを締結対象部より離脱する際の形態である。
締結用形態において、ボルト５０、柱状シャフト部５２と、シャフト部５２の一端に形成された頭部３を備える。そして、締結用形態におけるシャフト部５２は、略正多角柱状であり、角部によりシャフト部５２の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部２１が形成されており、各隣り合う長径部２１の中間部が短径部２２となっている。そして、各長径部２１の表面には、雄ねじ部２３が形成されている。そして、短径部２２の表面は、図１３ないし図１６および図１８に示すように、雄ねじ部が形成されていない雄ねじ部非形成部（具体的には、平坦部）となっている。
【００２３】
この実施例のボルト５０では、長径部２１は、シャフト部５２の中心軸に対して平行にかつシャフト部５２の全長にわたり形成されている。同様に、短径部２２もシャフト部５２の中心軸に対して平行にかつシャフト部５２の全長にわたり形成されている。また、頭部３の上面には、締結用具接続用凹部３１が形成されている。
また、この実施例のボルト５０では、シャフト部５２は、略正三角柱状となっており、３つの角部によりシャフト部５２の中心軸に対してほぼ等角度となるように３つ形成された長径部２１が形成されており、各隣り合う長径部２１の中間部により、３つの短径部２２が形成されている。また、長径部である角部は、面取りされた形態となっている。具体的には、この実施例のボルト５０は、図１７に示すように、３つの長径部（角部）２１ａ，２１ｂ，２１ｃを備え、長径部２１ａ，２１ｂ，２１ｃには、雄ねじ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃが設けられている。そして、長径部（角部）２１ａと長径部２１ｂ間には、短径部２２ｂが形成されており、同様に、長径部（角部）２１ｂと長径部２１ｃ間には、短径部２２ｃが形成されており、長径部（角部）２１ｃと長径部２１ａ間には、短径部２２ａが形成されている。この実施例では、各長径部間の中央部が、最短径部となっている。
【００２４】
なお、シャフト部５２を形成する多角柱としては、正多角柱であることが好ましい。また、シャフト部５２を形成する多角柱としては、上記の三角柱に限定されるものではなく、３〜６角柱であること好ましい。
そして、形状記憶性樹脂製ボルト５０は、使用する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより、締結機能消失形態に移行する。締結機能消失形態では、図７、図８および図９に示す形態となる。具体的には、頭部３は、実質的に変化せず、柱状シャフト部５２は、略三角柱状から、ほぼ円柱状のシャフト部２ａに変化し、かつ、その表面に存在していた雄ねじ部も消失する。これにより、ボルト５０は、締結機能を失うものとなる。
【００２５】
そして、図１７を用いて説明する。なお、図１７における補助線２５は、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの外径を示すものであり、補助線２６は、締結対象の雌形締結体４の内径を示すものである。図１７に示すように、ボルト５０において、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３は、締結用形態における短径部２２の半径ｂ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ｂ１（中心点からの円弧頂点までの距離）より小さいものとなっている。よって、長径部２１の半径ｂ１、短径部２２の半径ｂ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３は、ｂ１＞ａ３＞ｂ２の関係を有するものとなる。ｂ１は、ｂ２の１．５〜２．０倍程度であることが好ましく、ａ３は、ｂ２の１．０〜１．５倍程度であることが好ましい。また、短径部２２の幅（言い換えれば、平坦部の幅）は、長径部２１の半径ｂ１より小さいものとなっている。短径部２２の幅は、長径部２１の半径ｂ１の１．０〜１．５倍程度であることが好ましい。
そして、この締結体（ボルト）５０は、上述したボルト１と同様に、締結用形態における長径部２１の雄ねじ部２３と螺合可能であり、かつ、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａと係合しない、言い換えれば、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３より大きい有効内半径ａ４（図１２参照）を有する雌ねじ部を備える雌形締結体４に使用される。
よって、長径部２１の半径ｂ１、短径部２２の半径ｂ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３、使用対象の雌形締結体４の雌ねじ部の有効内半径ａ４は、ｂ１＞ａ４＞ａ３＞ｂ２の関係を有するものとなる。
【００２６】
次に、図１９ないし図２３に示す実施例の雄型締結体（ボルト）について説明する。
図１９は、本発明の雄型締結体をボルトに応用した他の実施例の正面図である。図２０は、図１９に示したボルトの側面図である。図２１は、図１９のＦ−Ｆ線断面図である。図２２は、図１９に示したボルトの拡大底面図である。図２３は、図１９に示したボルトの斜視図である。
この実施例の雄型締結体（ボルト）６０と上述した雄型締結体（ボルト）１との相違は、柱状シャフト部の形態のみである。
【００２７】
この実施例の形状記憶性樹脂製ボルト６０も上述したボルト１と同様に、締結用形態と締結機能消失形態を備える。締結用形態とは、締結体を締結体として用いる状態における形態であり、締結機能消失形態とは、ボルトを使用する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより発現する形態であり、ボルトを締結対象部より離脱する際の形態である。
締結用形態において、ボルト６０、柱状シャフト部６２と、シャフト部６２の一端に形成された頭部３を備える。そして、締結用形態におけるシャフト部６２は、略円柱状であり、かつ、シャフト部６２の中心軸に対して平行かつ向かい合うように２つもしくはシャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された軸方向に延びる凹部を備え、凹部により短径部２２が形成されており、凹部２２間により長径部２１が形成されている。そして、各長径部２１の表面には、雄ねじ部２３が形成されている。そして、短径部２２の表面は、図１９、図２０および図２３に示すように、雄ねじ部が形成されていない雄ねじ部非形成部（具体的には、平坦部）となっている。
【００２８】
この実施例のボルト６０では、長径部２１は、シャフト部６２の中心軸に対して平行にかつシャフト部６２の全長にわたり形成されている。同様に、短径部２２もシャフト部６２の中心軸に対して平行にかつシャフト部６２の全長にわたり形成されている。また、頭部３の上面には、締結用具接続用凹部３１が形成されている。
また、この実施例のボルト６０では、シャフト部６２は、略円柱状となっており、シャフト部６２の中心軸に対してほぼ等角度となるように３つ形成された軸方向に延びる凹部が形成されており、この凹部により３つの短径部２２が形成されるとともに、凹部となっていない軸方向に延びる部分により３つの長径部２１が形成されており、この３つの長径部２１もシャフト部６２の中心軸に対してほぼ等角度となっている。なお、シャフト部６２に形成される凹部（短径部）の数としては、上記の３つのものに限定されるものではなく、３〜６であることが好ましい。
そして、形状記憶性樹脂製ボルト６０は、使用する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより、締結機能消失形態に移行する。結機能消失形態では、図７、図８および図９に示す形態となる。具体的には、頭部３は、実質的に変化せず、柱状シャフト部６２は、上述した形状から、ほぼ円柱状のシャフト部２ａに変化し、かつ、その表面に存在していた雄ねじ部が消失する。これにより、ボルト６０は、締結機能を失うものとなる。
【００２９】
そして、図２２を用いて説明する。なお、図２２における補助線２５は、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの外径を示すものであり、補助線２６は、締結対象の雌形締結体４の内径を示すものである。図２２に示すように、ボルト６０において、締結機能消失形態におけるシャフト部６２の半径ａ３は、締結用形態における短径部２２の半径ｃ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ｃ１より小さいものとなっている。よって、長径部２１の半径ｃ１、短径部２２の半径ｃ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３は、ｃ１＞ａ３＞ｃ２の関係を有するものとなる。ｃ１は、ｃ２の１．４〜２．２倍程度であることが好ましく、ａ３は、ｃ１の０．７〜０．９倍程度であることが好ましい。また、短径部２２の幅（言い換えれば、平坦部の幅）は、長径部２１の半径ｃ１より小さいものとなっている。短径部２２の幅は、長径部２１の半径ｃ１の０．４〜０．８倍程度であることが好ましい。
【００３０】
そして、この締結体（ボルト）６０は、上述したボルト１と同様に、締結用形態における長径部２１の雄ねじ部２３と螺合可能であり、かつ、締結機能消失形態におけるシャフト部６２と係合しない、言い換えれば、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３より大きい有効内半径ａ４（図１２参照）を有する雌ねじ部を備える雌形締結体４に使用される。
よって、長径部２１の半径ｃ１、短径部２２の半径ｃ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３、使用対象の雌形締結体４の雌ねじ部の有効半径ａ４は、ｃ１＞ａ４＞ａ３＞ｃ２の関係を有するものとなる。
そして、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体は、形状記憶性樹脂により成形されている。そして、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体における締結機能消失形態となる温度は、５０℃〜１６０℃であることが好ましい。
【００３１】
形状記憶性樹脂としては、公知のものを使用することができる。
なお、ここでいう形状記憶性樹脂とは、直径５．３ｍｍ、高さ７．８ｍｍの円柱状に射出成形により成形した後、樹脂組成物の損失正接ピーク温度より低い温度条件にて、高さが１／２になるように圧縮して所定時間放置した後、樹脂組成物の損失正接ピーク温度より高い温度に加温することにより、成形時の高さの９０％以上の高さに復元するものを示すものである。
ポリマーのような粘弾性体は、理想弾性体と理想粘性体の中間の性質を示す。ポリマーに正弦波の形で応力を与えた場合、応力波形と歪波形の間には０°〜９０°の範囲で位相差δが生じる。なお、理想弾性体では位相差が零であり、理想粘性体は応力に対して歪みは90°(π/2)遅れて検出される。
【００３２】
粘弾性の応力と歪みの関係は、図３０に示す複素平面上のベクトルとして表すことが出来る。
E*は、複素弾性率と呼ばれ、応力と歪みの振幅比に相当する。δは位相差である。
E’は、貯蔵弾性率と呼ばれ、試料の弾性としての特性を反映し、1周期あたりに加えられた応力が貯蔵され完全に回復するエネルギーの尺度である。
E’’は、損失弾性率と呼ばれ、試料の粘性としての特性を反映し、1周期あたりに加えられた応力が熱として損失（消費）されるエネルギーの尺度である。
tanδは、損失正接と呼ばれ、貯蔵弾性率と損失弾性率の比で表す。つまり与えられた力学的なエネルギーに対する熱として損失されたエネルギーの割合を示すもので、粘弾性特性の一つとして振動吸収性を表している。
【００３３】
つまり、動的粘弾性測定において得られる損失正接値は、被検材料に正弦的に繰り返す引張方向の応力、及び歪みを与えた時に、その応答として得られる損失弾性率の貯蔵弾性率に対する比の値として表される。損失正接は、被検材料中の分子の束縛状態を示しており、損失正接値が大きくなるほど分子の束縛が緩くなることを示している。なお、この動的粘弾性により得られる値は、測定方法や条件により変化するが、本発明においては、１０×５０×２〜４ｍｍの板状試験片を、測定温度範囲：室温〜２００℃、設定昇温速度：２℃／分、測定周波数：１Ｈｚの条件で固体粘弾性測定したものである。
【００３４】
そして、形状記憶性ポリマーとしては、非晶性形状記憶性ポリマー、低結晶性形状記憶性ポリマーもしくは半結晶性形状記憶性ポリマーを用いることが好ましい。このような結晶性の低い形状記憶性ポリマーを用いることにより、形状回復が良好なものとなる。また、非晶性形状記憶性ポリマー、低結晶性形状記憶性ポリマーおよび半結晶性形状記憶性ポリマーは、ＪＩＳＫ７１２２による結晶融解に伴う潜熱が２．１Ｊ／ｇ以下の樹脂であることが好ましい。
形状記憶性ポリマーとしては、ポリエステル、スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリチオエーテル、ポリイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、オレフィン系樹脂、ポリフェニレンサルファイドなどが使用される。
ポリエステルとしては、非晶性ポリエチレンテレフタレート、半結晶性ポリエチレンナフタレートもしくは低結晶性ポリエチレンナフタレートが好適である。非晶性ポリエチレンテレフタレートの損失正接ピーク温度は、約７０℃である。半結晶性ポリエチレンナフタレートは、非晶性ポリエチレンテレフタレートより約４０℃程度高い損失正接ピーク温度を有し、その損失正接ピーク温度は、約１１０℃である。そして、両者は、相溶性を有する。
【００３５】
また、形状記憶性樹脂は、動的粘弾性測定における損失正接値のピークとなる第１の損失正接ピーク温度を有する第１の形状記憶性ポリマーと、第１の形状記憶性ポリマーと相溶性を有し、かつ動的粘弾性測定における損失正接値のピークが第１の損失正接ピーク温度よりも高い第２の損失正接ピーク温度を有する第２の形状記憶性ポリマーとの混合物からなるものであることが好ましい。
そして、第１の形状記憶性ポリマーおよび第２の形状記憶性ポリマーは、両者が相溶性を有する熱可塑性樹脂が選択される。また、第２の形状記憶性ポリマーは、第１の損失正接ピーク温度よりも高い損失正接ピーク温度を有するものが選択される。第１の形状記憶性ポリマーの損失正接ピーク温度としては、５０〜１６０℃程度のものが好ましく、第２の形状記憶性ポリマーの損失正接ピーク温度としては、９０〜２２０℃程度のものが好ましい。そして、第１の形状記憶性ポリマーと第２の形状記憶性ポリマーの損失正接ピーク温度の差は、３０〜１００℃程度であることが好ましい。また、本発明の形状記憶性樹脂組成物の損失正接ピーク温度は、７０〜２００℃程度であることが好ましい。
【００３６】
形状記憶性樹脂組成物における第１の形状記憶性ポリマーおよび第２の形状記憶性ポリマーの配合量（配合比）は、形状記憶性樹脂組成物の目標損失正接ピーク温度、第１の形状記憶性ポリマーおよび第２の形状記憶性ポリマーの損失正接ピーク温度によって定まるものであり、一義的なものではないが、形状記憶性樹脂組成物における第１の形状記憶性ポリマーと第２の形状記憶性ポリマーの重量比は、１０：２〜２：１０程度が好ましく、より好ましくは、１０：４〜４：１０である。
そして、第１の形状記憶性ポリマーおよび第２の形状記憶性ポリマーは、相溶性を有する熱可塑性樹脂が選択される。このため、第１の形状記憶性ポリマーおよび第２の形状記憶性ポリマーは、上記の形状記憶性ポリマーより、同系統の２種のポリマーを選択することが好ましい。
【００３７】
本発明の形状記憶性樹脂組成物における第１の形状記憶性ポリマーと第２の形状記憶性ポリマーとの組合せは、第１のポリエステルと第１のポリエステルと異なる第２のポリエステルの組合せであることが好適である。特に、第１の形状記憶性ポリマーと第２の形状記憶性ポリマーとの組合せは、非晶性ポリエチレンテレフタレートと半結晶性ポリエチレンナフタレートであることが好適である。この組合せによる形状記憶性樹脂組成物は、高い形状復元性を有するとともに、狭いガラス遷移温度領域を有する。狭いガラス遷移温度領域を有するため、形状記憶性樹脂組成物の損失正接ピーク温度を若干超える程度に加熱することにより、記憶形状に復元するので、復元のための加熱効率が良好であるとともに、ガラス遷移温度領域未満における不測の形状復元を起こすことがなく、形状保持および形状復元のための温度管理が容易なものとなる。また、非晶性ポリエチレンテレフタレートを用いることにより、工業的にマテリアル・リサイクルが可能である。
【００３８】
非晶性ポリエチレンテレフタレートとしては、例えば、ジオール成分の５０モル％以上がエチレングリコールであるジオールと、ジカルボン酸成分の５０モル％以上がテレフタル酸またはそのアルキルエステルであるジカルボン酸類を重縮合して得られるホモポリマー、コポリマーまたはこれらの混合物であり、コポリマーとしては、例えば全カルボン酸類の５０モル％以下の範囲で他のジカルボン酸、例えばイソフタル酸あるいはハロゲン化テレフタル酸を共重合したものや、全ジオールの５０モル％以下の範囲でポリ（アルキレングリコール）具体的にはジエチレングリコールを共重合したものまたは、Ｃ３〜Ｃ１２のアルキレングリコール、例えば、１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合したものが挙げられる。例えば、イーストマンケミカル社製の商品名「ＰＥＴＧ６７６３」（テレフタル酸からなるジカルボン酸成分と、３０モル％の１,４−シクロヘキサンジメタノールと７０モル％のエチレングリコールからなるジオール成分とを共重合したコポリエステル）、および商品名「Ｐｒｏｖｉｓｔａ」（テレフタル酸からなるジカルボン酸成分と、３０モル％の１,４−シクロヘキサンジメタノールと７０モル％のエチレングリコールからなるジオール成分と、極めて少量の第３成分を共重合した溶融粘度が高いコポリエステル）として市販されている。
【００３９】
ポリエチレンナフタレートとしては、エチレン−２，６−ナフタレート繰り返し単位から主としてなるが、それ以外にも以下に示すような成分を２０モル％を超えない範囲で共重合成分として含んでいても良い。かかる共重合の酸成分としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、フェニルインダンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸があげられる。また、該共重合のジオール成分としては、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，６−ヘキサメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等の脂肪族のジオールがあげられる。かかる共重合成分の共重合量は好ましくは１０モル％以下である。
【００４０】
スチレン系樹脂としては、ポリスチレン、アクリロニトリルとスチレンとの共重合体であるＡＳ樹脂、アクリロニトリルとブタジエンとスチレンとの共重合体であるＡＢＳ樹脂、アクリロニトリルとＥＰＤＭとスチレンとの共重合体であるＡＥＳ樹脂などがある。
ポリカーボネートとしては、芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート、脂肪族−芳香族ポリカーボネート等が挙げられる。
ポリイミドは、例えば、ピロメリット酸二無水物を１〜８０モル％、及び、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を９９〜２０モル％含む芳香族テトラカルボン酸二無水物と、芳香族ジアミンである４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニルを重縮合し、得られたポリアミック酸を脱水することにより製造される。
【００４１】
ポリフェニレンエーテルとしては、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジエチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジプロピル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２−メチル−６−イソプロピル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジメトキシ−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジクロロメチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジフェニル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジニトリル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジクロル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，５−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）などが挙げられる。
【００４２】
オレフィン系樹脂としては、炭素数２〜１４のα−オレフィンと少なくとも１種の環状オレフィンとの共重合体が好ましい。炭素数２〜１４のα−オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、３−エチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン、４−エチル−１−ヘキセン、３−エチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラドデセン等が挙げられる。環状オレフィンとしては、ビシクロ［２．２．１］ヘプトー２エン誘導体、テトラシクロ［４．４．０．１２．５．１７．１０］−３−デセン誘導体、ヘキサシクロ［６．６．１３．６．１１０．１３．０２．７．０９．１４］−４−ヘプタデセン誘導体、オクタシクロ［８．８．０．１１２．９．１４．７．１１１．１８．１１３．１６．０３．８．０１２．１７］−５−ドコセン誘導体、ペンタシクロ［６．６．１．１３．６．０２．７．０９．１４］−４−ヘキサデセン誘導体、ヘプタシクロ−５−イコセン誘導体、ヘプタシクロ−５−イコセン誘導体、ヘプタシクロ−５−ヘンエイコセン誘導体、トリシクロ［４．３．０．１２．５］−３−デセン誘導体、トリシクロ［４．３．０．１２．５］−３−ウンデセン誘導体、ペンタシクロ［６．５．１．１３．６．０２．７．０９．１４］−４−ペンタデセン誘導体、ペンタシクロペンタデカジエン誘導体、ペンタシクロ［４．７．０．１１２．５．０８．１３．１９．１２］−３−ペンタデセン誘導体及びノナシクロ［９．１０．１．１４．７．１１３．２０．１１５．１８．０２．１０．０１２．２１．０１４．１９］−５−ペンタコセン誘導体等を挙げることができる。α−オレフィンと上記の少なくとも１種の環状オレフィンとの重合方法としては、炭化水素溶媒（例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン等）中で、例えばバナジウム化合物、有機アルミニウム化合物等の触媒を用いて行う方法が好ましいものとして例示できるが、特に制限はない。
【００４３】
また、形状記憶性樹脂組成物は、ガラス繊維または炭素繊維を含有していることが好ましい。ガラス繊維または炭素繊維を含有させることにより、記憶形状への形状復元率が良好となる。さらには、このような繊維を添加することにより、回復時における熱膨張に起因する変形の発生を抑えることができ、回復後の寸法安定性も良好となる。
また、本発明において使用される形状記憶性樹脂は、形状記憶特性およびガラス転移温度に顕著な影響を与えない範囲で、無機フィラー、有機フィラー、補強材、着色剤、安定剤（ラジカル捕捉剤、酸化防止剤など）、抗菌剤、防かび材、難燃剤などを、必要に応じて添加してもよい。無機フィラーとしては、シリカ、アルミナ、タルク、砂、粘土、鉱滓などを使用できる。有機フィラーとしては、ポリアミド繊維や植物繊維などの有機繊維を使用できる。補強材としては、炭素繊維、ポリアミド繊維、ポリアリレート繊維、針状無機物、繊維状フッ素樹脂などを使用でき、上述したガラス繊維も補強材として機能する。
そして、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体としては、上述したようなボルトに限定されるものではなく、各種の雄型締結体であってもよい。雄型締結体としては、頭部を持たないスタッドボルト、ねじであってもよい。
【００４４】
次に、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法について説明する。
本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法は、上述した形状記憶性樹脂製雄型締結体を製造するための製造方法であり、製造される雄型締結体１は、シャフト部２の中心軸に対して平行に延び、かつシャフト部２の中心軸から外面までの距離が長く、さらに向かい合うように２つもしくはシャフト部２の中心軸に対してほぼ等角度となるように設けられた複数の長径部２１と、シャフト部２の中心軸に対して平行に延びかつ複数の長径部２１間に位置し、さらに、シャフト部２の中心軸から外面までの距離が長径部２１より短い複数の短径部２２と、長径部２１の外面に形成された雄ねじ部２３とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有する。締結機能消失形態では、シャフト部２は、短径部２２の半径ａ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ａ１より小さい半径ａ３を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に実質的に雄ねじ部を持たないものである。
【００４５】
本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法は、形状記憶性樹脂を射出成形することにより、短径部の半径より大きく、かつ、長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有する締結体基材を成形する工程と、複数に分割されるとともに、内部に締結体基材のシャフト部を収納可能かつ収納した状態にて狭圧することにより、締結体基材のシャフト部に、シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつシャフト部の中心軸から外面までの距離が短い複数の短径部と、シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつシャフト部の中心軸から外面までの距離が短径部より長く、さらに向かい合うように２つもしくはシャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部と、複数の長径部の外面に雄ねじ部とを有する締結用形態にシャフト部を塑性変形可能な成型用型内を用いて、形状記憶性樹脂性雄型締結体の形状回復温度以下の温度条件にて、雄型締結体基材のシャフト部を塑性変形させる工程とを行うものである。
【００４６】
そこで、図２４および図２５を用いて、図１ないし図６に示す形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法について説明する。
図２４は、本発明の雄型締結体の製造用型の一例の斜視図である。図２５は、本発明の雄型締結体の製造方法を説明するための説明図である。
製造される形状記憶性樹脂製雄型締結体（ボルト）１は、上述したとおりである。
【００４７】
最初に、形状記憶性樹脂を射出成形することにより、図７ないし図９に示すような形態の締結体基材１０を成形する。成形される締結体基材１０は、最終的に製造される形状記憶性樹脂製雄型締結体の短径部の半径より大きく、かつ、長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部２ａを有するものである。
そして、図２４に示すような成型用型を用いて、雄型締結体基材のシャフト部を塑性変形させる工程を行う。この工程は、締結体基材を構成する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度以下の条件下にて行われる。
【００４８】
成型用型１１は、複数に分割された成型ダイス１２，１３により構成されている。具体的には、図２４に示すように、成型用型１１は、第１の成型ダイス１２と第２の成形ダイス１３により構成されており、第１の成型ダイス１２は、シャフト部成形用内面１４を備え、第２の成形ダイス１３は、シャフト部成形用内面１５を備える。第１の成型ダイス１２と第２の成形ダイス１３は組み合わされることにより、楕円柱筒状内面となるシャフト部成形用内面を構成する。
【００４９】
そして、成型ダイス１２のシャフト部成形用内面１４の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝１４ａ，１４ｂが設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部（言い換えれば、雄ねじ形成用溝１４ａ，１４ｂの間）は、シャフト部成形用内面１４の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている。成型ダイス１３は、成型ダイス１２のシャフト部成形用内面１４と上下反転した形状のシャフト部成形用内面１５を備えている。そして、シャフト部成形用内面１５の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝１５ａ，１５ｂが設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部（言い換えれば、雄ねじ形成用溝１５ａ，１５ｂの間）は、シャフト部成形用内面１５の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている。そして、第１の成型ダイス１２と第２の成形ダイス１３を組み合わせた状態において、第２の成形ダイス１３の雄ねじ形成用溝１５ａ，１５ｂは、第１の成型ダイス１２の雄ねじ形成用溝１４ａ，１４ｂと向かい合うとともに、共同することにより、連続する雄ねじ部を形成可能となっている。
そして、図２５に示すように、第１の成型ダイス１２と第２の成形ダイス１３間に、雄型締結体基材１０のシャフト部２ａを配置し、第１の成型ダイス１２と第２の成形ダイス１３を狭圧することにより、シャフト部２を成形ダイスのシャフト部成形用内面形状に対応した形状に塑性変形させる。そして、成形ダイスを取り外すことにより、本発明のシャフト部形状を有するボルト１が形成される。
【００５０】
次に、図２６および図２７を用いて、図１３ないし図１８に示す形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法について説明する。
図２６は、本発明の雄型締結体の製造用型の他の例の斜視図である。図２７は、本発明の雄型締結体の製造方法を説明するための説明図である。
この実施例の製造方法では、上述した形状記憶性樹脂製雄型締結体（ボルト）５０が製造される。
【００５１】
最初に、形状記憶性樹脂を射出成形することにより、図７ないし図９に示すような締結体基材を成形する。成形される締結体基材は、最終的に製造される形状記憶性樹脂製雄型締結体の短径部の半径より大きく、かつ、長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有するものである。
そして、図２６に示すような成型用型を用いて、雄型締結体基材のシャフト部を塑性変形させる工程を行い。この工程は、締結体基材を構成する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度以下の条件下にて行われる。
【００５２】
図２６に示す成型用型５１は、第１の成型ダイス５４と第２の成形ダイス５５により構成されている。成型ダイス５４，５５は、組み合わせることにより、略正三角柱状内面となるシャフト部成形用内面５６，５７を備えている。そして、成型ダイス５４のシャフト部成形用内面５６の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝５６ａ，５６ｂが設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部（言い換えれば、雄ねじ形成用溝５６ａ，５６ｂの間、雄ねじ形成用溝５６ａとシャフト部成形用内面５６の端部の間）は、シャフト部成形用内面５６の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている。成型ダイス５５は、成型ダイス５４のシャフト部成形用内面５６と左右反転した形状のシャフト部成形用内面５７を備えている。そして、シャフト部成形用内面５７の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝５７ａ，５７ｂが設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部（言い換えれば、雄ねじ形成用溝５７ａ，５７ｂの間、雄ねじ形成用溝５７ａとシャフト部成形用内面５７の端部の間）は、シャフト部成形用内面５７の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている。そして、第１の成型ダイス５４と第２の成形ダイス５５を組み合わせた状態において、第２の成形ダイス５５の雄ねじ形成用溝５７ｂは、第１の成型ダイス５４の雄ねじ形成用溝５６ｂに近接し向かい合うとともに、共同することにより、連続する雄ねじ部を形成可能となっている。また、第１の成型ダイス５４の雄ねじ形成用溝５６ａおよび第二の成型ダイス５５の雄ねじ形成用溝５７ａは、それぞれが単独にて、連続する雄ねじ部を形成可能となっている。
【００５３】
そして、図２７に示すように、第１の成型ダイス５４と第２の成形ダイス５５間に、雄型締結体基材１０のシャフト部２ａを配置し、第１の成型ダイス５４と第２の成形ダイス５５を狭圧することにより、シャフト部２ａを成形ダイスのシャフト部成形用内面形状に対応した形状に塑性変形させる。そして、成形ダイスを取り外すことにより、本発明のシャフト部形状を有するボルト５０が形成される。
【００５４】
次に、図２８および図２９を用いて、図１９ないし図２３に示す形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法について説明する。
この実施例の製造方法では、上述した形状記憶性樹脂製雄型締結体（ボルト）６０が製造される。
最初に、形状記憶性樹脂を射出成形することにより、図７ないし図９に示すような締結体基材を成形する。成形される締結体基材は、最終的に製造される形状記憶性樹脂製雄型締結体の短径部の半径より大きく、かつ、長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有するものである。
【００５５】
そして、図２８に示すような成型用型を用いて、雄型締結体基材のシャフト部を塑性変形させる工程を行い。この工程は、締結体基材を構成する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度以下の条件下にて行われる。
成型用型７０は、６つに分割された成型ダイス７３，７４，７５，７６，７７，７８により構成されている。具体的には、成型用ダイス７０は、内面が雄ねじ形成面となっているねじ部形成用ダイス７３，７４，７５と、これらねじ部形成用ダイス７３，７４，７５間に配置され、ねじ形成面を持たない凹部形成用ダイス７６，７７，７８により構成されている。ねじ部形成用ダイス７３の内面は、シャフト部成形用内面を構成するとともに、雄ねじ形成用溝７３ａを備えている。同様に、ねじ部形成用ダイス７４の内面は、シャフト部成形用内面を構成するとともに、雄ねじ形成用溝７４ａを備え、ねじ部形成用ダイス７５の内面にも、雄ねじ形成用溝７５ａが設けられている。また、凹部形成用ダイス７６，７７，７８は、シャフト部成形用内面を構成するとともに、内面は、ねじ形成面を持たない雄ねじ形成用溝非形成部７６ａ，７７ａ，７８ａとなっている。
【００５６】
そして、図２９に示すように、成型用型７０内に雄型締結体基材１０のシャフト部２ａを配置し、６つの成型ダイス７３，７４，７５，７６，７７，７８を配置されたシャフト部２ａの中心に向かって狭圧し、さらに、ねじ形成面を持たない凹部形成用ダイス７６，７７，７８を、シャフト部２ａの中心方向に狭圧することにより、シャフト部２ａを成形用型７０のシャフト部成形用内面形状に対応した形状に塑性変形させる。そして、成形ダイスを取り外すことにより、本発明のシャフト部形状を有するボルト６０が形成される。
樹脂ねじを作製する場合、射出成形でブランク（ねじ山なし）を作製し転造を行うのが一般的である。しかし、転造を行うとブランク自身の温度が上がり、ねじ山の立ち具合が良くない。ねじ山の立ち具合が悪いとナットとの引っ掛かりが少なくなり、抜け強度が低くなってしまう。このため、ブランク径をできるだけ大きくし、引っ掛かり高さを上げている。しかし、ブランク径が大きすぎると、回復後ナットと干渉し抜けにくくなる可能性がある。
上述した実施例のプレスもしくはかしめによる方法では、ねじ加工時の発熱を抑えることができ、ねじ山の立ちは一般の転造に比べ良好である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本発明の雄型締結体をボルトに応用した実施例の正面図である。
【図２】図２は、図１に示したボルトの右側面図である。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５は、図１に示したボルトの拡大底面図である。
【図６】図６は、図１に示したボルトの斜視図である。
【図７】図７は、図１に示した雄型締結体に用いられる締結体基材の正面図である。
【図８】図８は、図７に示した締結体基材の底面図である。
【図９】図９は、図７に示した締結体基材の斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の雄型締結体の締結状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１２】図１２は、図１０に示した雄型締結体を加温し、締結機能消失形態とした状態の断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の雄型締結体をボルトに応用した他の実施例の正面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示したボルトの右側面図である。
【図１５】図１５は、図１３のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１６】図１６は、図１３のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１７】図１７は、図１３に示したボルトの拡大底面図である。
【図１８】図１８は、図１３に示したボルトの斜視図である。
【図１９】図１９は、本発明の雄型締結体をボルトに応用した他の実施例の正面図である。
【図２０】図２０は、図１９に示したボルトの側面図である。
【図２１】図２１は、図１９のＦ−Ｆ線断面図である。
【図２２】図２２は、図１９に示したボルトの拡大底面図である。
【図２３】図２３は、図１９に示したボルトの斜視図である。
【図２４】図２４は、本発明の雄型締結体の製造用型の一例の斜視図である。
【図２５】図２５は、本発明の雄型締結体の製造方法を説明するための説明図である。
【図２６】図２６は、本発明の雄型締結体の製造用型の他の例の斜視図である。
【図２７】図２７は、本発明の雄型締結体の製造方法を説明するための説明図である。
【図２８】図２８は、本発明の雄型締結体の製造用型の他の例の斜視図である。
【図２９】図２９は、本発明の雄型締結体の製造方法を説明するための説明図である。
【図３０】図３０は、粘弾性測定による損失正接の算出過程を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 形状記憶性樹脂製雄型締結体
２ 柱状シャフト部
３ 頭部
４ 雌型締結体
２１ 長径部
２２ 短径部
２３ 雄ねじ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外面に形成された雄ねじ部を有する形状記憶性樹脂製雄型締結体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの製品において、多くの締結体が利用されている。締結体としては、雄ねじ部を有する雄型締結体であるねじ、ボルトなどがある。部品などを本体に締結する場合には、ねじを締め付ける方向に回して部品などが固定される。また、修理、解体時には、ねじを弛める方向に回して部品などを本体より離脱させる。
近年では、資源および環境問題などより、製品のリサイクル化が促進されており、製品として、解体の容易さが求められるようになってきている。製品のリサイクルを容易なものとするためには、締結体の離脱の容易さが必要である。
そして、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。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、形状記憶性樹脂、形状記憶合金と呼ばれるものがある。
そして、本件出願人は、特開２００３−１４５５６４（特許文献１）において、形状記憶性樹脂を用いた締結体を提案している。この締結体は、形状記憶ポリマーからなる締結体であり、ポリウレタン系形状記憶ポリマー部分に、締結機能を発揮する、凸部、凹部、凹凸部、ねじ部、および、傾斜部からなる群より選ばれる少なくとも１つ以上の形状を設けたものである。さらに、締結体として、ポリウレタン系形状記憶ポリマーからなる締結機能部を有し、該締結機能部における外径をｄ1、二次賦形前の外径をｄ0とし、嵌合相手となる雌形締結体の締結機能部、あるいは嵌合部の内径をD1としたときに、下式（１）及び（２）
ｄ0 ＜ Ｄ1 （１）、ｄ1 ＞ Ｄ1 （２） を同時に満たすように、該締結機能部を設けることも提案している。
また、特開２００４−１９０８３７（特許文献２）には、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の穴状となるものが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４５５６４
【特許文献２】特開２００４−１９０８３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および２のものも有効ではあるが、特許文献２のものでは、雌ねじを有する雌形締結部も形状記憶材料により形成し、かつ適宜の塑性変形処理をなければならないという制約がある。
形状記憶性樹脂により、雄形締結体を形成する場合、締結機能を持たない形態の締結体基材を成形した後、形状記憶性樹脂の形状回復温度もしくはガラス転移温度以下の温度条件化において、締結機能（例えば、雄ねじ部）を付与する塑性変形工程を行うことが必要である。この塑性変形工程における塑性変形度が高いほど、塑性変形前の形状への復元率が低下する。しかし、塑性変形度が小さすぎると、形状復元した状態において、締結対象である雌形締結体より離脱しない状態が発生する。
そこで、本発明は、形状記憶性樹脂を用いた雄形締結体において、その形態を改良することにより、十分な締結力を保持し、かつ、形状回復温度以上への加温により、締結機能が確実に消失し、締結対象の雌形締結体より容易かつ確実に離脱することができる形状記憶性樹脂製雄型締結体およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１） 外面に形成された雄ねじ部を有する柱状シャフト部を少なくとも備える形状記憶性樹脂製雄型締結体であって、
該雄型締結体は、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう設けられた複数の長径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延びかつ前記複数の長径部間に位置し、さらに、前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記長径部より短い複数の短径部と、前記複数の長径部の外面に形成された前記雄ねじ部とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有するものであり、該締結機能消失形態では、前記シャフト部は、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に実質的に雄ねじ部を持たないものである形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【０００６】
（２） 前記形状記憶性樹脂は、動的粘弾性測定における損失正接値のピークとなる第１の損失正接ピーク温度を有する第１の形状記憶性ポリマーと、前記第１の形状記憶性ポリマーと相溶性を有し、かつ動的粘弾性測定における損失正接値のピークが前記第１の損失正接ピーク温度よりも高い第２の損失正接ピーク温度を有する第２の形状記憶性ポリマーとの混合物からなるものである上記（１）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（３） 前記形状記憶性樹脂は、非晶性ポリエチレンテレフタレートと、非晶性ポリエチレンナフタレート、低結晶性形状記憶ポリエチレンナフタレートもしくは半結晶性ポリエチレンナフタレートとの混合物である上記（２）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【０００７】
（４） 前記形状記憶性樹脂は、非晶性形状記憶性ポリマーである上記（１）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（５） 前記非晶性形状記憶性ポリマーは、非晶性ポリエステル、非晶性スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリチオエーテル、非晶性ポリイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、非晶性オレフィン系樹脂、ポリフェニレンサルファイドからなる群より選択された少なくとも１種のものである上記（４）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（６） 前記形状記憶性樹脂は、非晶性ポリエチレンテレフタレート、非晶性ポリエチレンナフタレート、低結晶性形状記憶ポリエチレンナフタレートもしくは半結晶性ポリエチレンナフタレートのいずれかである上記（１）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【０００８】
（７） 前記雄型締結体は、前記シャフト部の一端に形成された頭部を備えている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（８） 前記締結用形態における前記シャフト部は、楕円柱状であり、長径部分により向かい合う２つの長径部が形成されており、短径部分において向かい合う２つの短径部が形成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（９） 前記締結用形態における前記シャフト部は、略正多角柱状であり、角部により前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部が形成されており、各隣り合う長径部の中間部が短径部となっている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【０００９】
（１０） 前記締結用形態における前記シャフト部は、略円柱状であり、かつ、前記シャフト部の中心軸に対して平行かつ向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された軸方向に延びる凹部を備え、該凹部により前記短径部が形成されており、該凹部間により前記長径部が形成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（１１） 前記雄型締結体は、前記締結用形態における前記長径部の前記雄ねじ部と螺合可能であり、かつ、前記締結機能消失形態における前記シャフト部と係合しない有効内径を有する雌ねじ部を有する雌形締結体に使用されるものである上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（１２） 前記締結機能消失形態となる前記所定温度は、５０℃〜１６０℃である上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
（１３） 前記形状記憶性樹脂は、ガラス繊維もしくは炭素繊維を含有している上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【００１０】
また、上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１４） 前記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法であって、
前記形状記憶性樹脂を射出成形することにより、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有する締結体基材を成形し、
複数に分割されるとともに、内部に前記締結体基材の前記シャフト部を収納可能かつ収納した状態にて狭圧することにより、前記締結体基材の前記シャフト部に、該シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が短い複数の短径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記短径部より長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部と、該複数の長径部の外面に雄ねじ部とを有する締結用形態に前記シャフト部を塑性変形可能な成型用型を用いて、前記形状記憶性樹脂性雄型締結体の形状回復温度以下の温度条件にて、前記雄型締結体基材の前記シャフト部を塑性変形させる形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法。
（１５） 前記成型用型は、複数に分割された成型ダイスを備え、各成型ダイスは、シャフト部成形用内面を備えるとともに該シャフト部成形用内面の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝が設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部は、前記シャフト部成形用内面の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている上記（１４）に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体は、形状記憶性樹脂により成形されるとともに、外面に形成された雄ねじ部を有する柱状シャフト部を備え、該雄型締結体は、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう設けられた複数の長径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延びかつ前記複数の長径部間に位置し、さらに、前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記長径部より短い複数の短径部と、前記複数の長径部の外面に形成された前記雄ねじ部とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有するものであり、該締結機能消失形態では、前記シャフト部は、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に実質的に雄ねじ部を持たないものとなっている。
特に、この形状記憶性樹脂製雄型締結体では、シャフト部は、締結機能消失形態時において、ほぼ円柱状であり、締結用形態時において非円柱状となっているとともに、シャフト部の全面に雄ねじ部を備えないものとなっている。このため、シャフト部に締結機能付与のために付加された塑性変形度が低く、使用する形状記憶性樹脂の形状回復温度以上に加温することにより、確実に締結機能消失形態に変態することが可能である。よって、締結対象の雌形締結体より容易かつ確実に離脱させることができる。
【００１２】
また、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法は、上記の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法であるとともに、前記形状記憶性樹脂を射出成形することにより、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有する締結体基材を成形し、複数に分割されるとともに、内部に前記締結体基材の前記シャフト部を収納可能かつ収納した状態にて狭圧することにより、前記締結体基材の前記シャフト部に、該シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が短い複数の短径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記短径部より長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部と、該複数の長径部の外面に雄ねじ部とを有する締結用形態に前記シャフト部を塑性変形可能な成型用型を用いて、前記形状記憶性樹脂性雄型締結体の形状回復温度以下の温度条件にて、前記雄型締結体基材の前記シャフト部を塑性変形させるものである。
よって、上記の使用する形状記憶性樹脂の形状回復温度以上に加温することにより、確実に締結機能消失形態に変態することが可能な締結体を容易かつ確実に製造することができ、かつ、シャフト部形態の設計も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体をボルトに応用した実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体をボルトに応用した実施例の正面図である。図２は、図１に示したボルトの右側面図である。図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。図５は、図１に示したボルトの拡大底面図である。図６は、図１に示したボルトの斜視図である。
図７は、図１に示した形状記憶性樹脂製雄型締結体に用いられる締結体基材の正面図である。図８は、図７に示した締結体基材の底面図である。図９は、図７に示した締結体基材の斜視図である。
図１０は、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体の締結状態を示す断面図である。図１１は、図１０のＣ−Ｃ線断面図である。図１２は、図１０に示した雄型締結体を加温し、締結機能消失形態とした状態の断面図である。
【００１４】
本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体１は、形状記憶性樹脂により成形されるとともに、外面に形成された雄ねじ部２３を有する柱状シャフト部２を少なくとも備える。雄型締結体１は、シャフト部２の中心軸に対して平行に延び、かつシャフト部２の中心軸から外面までの距離が長く、さらに向かい合うように２つもしくはシャフト部２の中心軸に対してほぼ等角度となるように設けられた複数の長径部２１と、シャフト部２の中心軸に対して平行に延びかつ複数の長径部２１間に位置し、さらに、シャフト部２の中心軸から外面までの距離が長径部２１より短い複数の短径部２２と、長径部２１の外面に形成された雄ねじ部２３とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有する。締結機能消失形態では、シャフト部２は、短径部２２の半径ａ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ａ１より小さい半径ａ３を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に実質的に雄ねじ部を持たないものである。
【００１５】
図１ないし図６に示す実施例の雄型締結体（ボルト）について説明する。
この形状記憶性樹脂製締結体である形状記憶性樹脂製ボルト１は、締結用形態と締結機能消失形態を備える。締結用形態とは、締結体を締結体として用いる状態における形態であり、締結機能消失形態とは、ボルト１を使用する形状記憶性樹脂の動的粘弾性測定における損失正接値のピークとなる損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより発現する形態であり、ボルトを締結対象部より離脱する際の形態である。
締結用形態において、ボルト１は、柱状シャフト部２と、シャフト部２の一端に形成された頭部３を備える。そして、締結用形態におけるシャフト部２は、楕円柱状であり、長径部分により向かい合う２つの長径部２１が形成されており、２つの長径部２１間に位置する短径部分において、向かい合う２つの短径部２２が形成されている。そして、向かい合う２つの長径部２１の表面には、雄ねじ部２３が形成されている。そして、短径部２２の表面は、図１および図６に示すように、雄ねじ部が形成されていない雄ねじ部非形成部（具体的には、平坦部）となっている。
【００１６】
この実施例のボルト１では、長径部２１は、シャフト部２の中心軸に対して平行にかつシャフト部２の全長にわたり形成されている。同様に、短径部２２もシャフト部２の中心軸に対して平行にかつシャフト部２の全長にわたり形成されている。また、頭部３の上面には、締結用具接続用凹部３１が形成されている。
そして、形状記憶性樹脂製ボルト１は、使用する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより、締結機能消失形態に移行する。
締結機能消失形態では、図７、図８および図９に示す形態となる。具体的には、頭部３は、実質的に変化せず、柱状シャフト部２は、楕円柱状から、ほぼ円柱状のシャフト部２ａに変化し、かつ、その表面に存在していた雄ねじ部が消失する。これにより、ボルト１は、締結機能を失うものとなる。
【００１７】
そして、図５を用いて説明する。なお、図５における補助線２４は、短径部２２を半径とする円を示すものであり、補助線２５は、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの外径を示すものであり、補助線２６は、締結対象の雌形締結体４の内径を示すものである。図５に示すように、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３は、締結用形態における短径部２２の半径ａ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ａ１より小さいものとなっている。よって、長径部２１の半径ａ１、短径部２２の半径ａ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３は、ａ１＞ａ３＞ａ２の関係を有するものとなる。ａ１は、ａ２の１．５〜２．０倍程度であることが好ましく、ａ３は、ａ１の０．７〜０．９倍程度であることが好ましい。また、短径部２２の幅（言い換えれば、平坦部の幅）は、長径部２１の半径ａ１より小さいものとなっている。短径部２２の幅は、長径部２１の半径ａ１の０．６〜０．９倍程度であることが好ましい。
【００１８】
そして、この締結体（ボルト）は、締結用形態における長径部２１の雄ねじ部２３と螺合可能であり、かつ、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａと係合しない、言い換えれば、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３より大きい有効内径ａ４（図１２参照）を有する雌ねじ部を備える雌形締結体４に使用される。
よって、長径部２１の半径ａ１、短径部２２の半径ａ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３、使用対象の雌形締結体４の雌ねじ部の有効半径ａ４は、ａ１＞ａ４＞ａ３＞ａ２の関係を有するものとなる。
【００１９】
次に、本発明の形状記憶性樹脂製締結体１の作用を図１０ないし図１２を用いて説明する。
この例では、形状記憶性樹脂製締結体であるボルト１は、本体部材７に取付対象部材６を固定するため用いられている。本体部材７には、凹部（ボス）７ａが設けられており、この凹部７ａには、ボルト１と螺合可能な雌型締結体であるナット４が埋設されている。また、この例では、ボルト１の頭部３と取付対象部材６間には、第１の座金５ａが、また、取付対象部材６と雌型締結体（ナット）４間には、第２の座金５ｂが配置されている。
【００２０】
そして、図１０に示すように、ボルト１は、ナット４に締結された状態において、ボルト１の長径部２１の表面に形成された雄ねじ部２３は、ナット４の内面に形成された雌ねじ部４１と螺合している。そして、図１０のＣ−Ｃ線断面図である図１１に示すように、ボルト１の短径部２２の表面は、ナット４に締結された状態において、ナット４の内面に形成された雌ねじ部４１と所定距離離間し、接触しないものとなっている。よって、ボルト１は、長径部のみにおいて締結機能を発揮し、短径部では、締結に寄与しないものとなっている。
そして、形状記憶性樹脂製締結体であるボルト１をその形状回復温度以上に加温すると、図１２に示すように、シャフト部は、短径部２２の半径ａ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ａ１より小さく、かつ、ナット４の有効半径よりも小さい半径を有するほぼ円柱状に変形するとともに、外面に形成されていた雄ねじ部は、消失する。これにより、ボルト１は、締結機能を喪失し、本体部材７への取付対象部材６の固定を解除するとともに、シャフト部２ａの半径は、ナット４の有効半径よりも小さいため、ナットより容易に離脱することが可能となる。
【００２１】
次に、図１３ないし図１８に示す実施例の雄型締結体（ボルト）について説明する。
図１３は、本発明の雄型締結体をボルトに応用した他の実施例の正面図である。図１４は、図１３に示したボルトの右側面図である。図１５は、図１３のＤ−Ｄ線断面図である。図１６は、図１３のＥ−Ｅ線断面図である。図１７は、図１３に示したボルトの拡大底面図である。図１８は、図１３に示したボルトの斜視図である。
【００２２】
この実施例の雄型締結体（ボルト）５０と上述した雄型締結体（ボルト）１との相違は、柱状シャフト部の形態のみである。
この実施例の形状記憶性樹脂製ボルト５０も上述したボルト１と同様に、締結用形態と締結機能消失形態を備える。締結用形態とは、締結体を締結体として用いる状態における形態であり、締結機能消失形態とは、ボルトを使用する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより発現する形態であり、ボルトを締結対象部より離脱する際の形態である。
締結用形態において、ボルト５０、柱状シャフト部５２と、シャフト部５２の一端に形成された頭部３を備える。そして、締結用形態におけるシャフト部５２は、略正多角柱状であり、角部によりシャフト部５２の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部２１が形成されており、各隣り合う長径部２１の中間部が短径部２２となっている。そして、各長径部２１の表面には、雄ねじ部２３が形成されている。そして、短径部２２の表面は、図１３ないし図１６および図１８に示すように、雄ねじ部が形成されていない雄ねじ部非形成部（具体的には、平坦部）となっている。
【００２３】
この実施例のボルト５０では、長径部２１は、シャフト部５２の中心軸に対して平行にかつシャフト部５２の全長にわたり形成されている。同様に、短径部２２もシャフト部５２の中心軸に対して平行にかつシャフト部５２の全長にわたり形成されている。また、頭部３の上面には、締結用具接続用凹部３１が形成されている。
また、この実施例のボルト５０では、シャフト部５２は、略正三角柱状となっており、３つの角部によりシャフト部５２の中心軸に対してほぼ等角度となるように３つ形成された長径部２１が形成されており、各隣り合う長径部２１の中間部により、３つの短径部２２が形成されている。また、長径部である角部は、面取りされた形態となっている。具体的には、この実施例のボルト５０は、図１７に示すように、３つの長径部（角部）２１ａ，２１ｂ，２１ｃを備え、長径部２１ａ，２１ｂ，２１ｃには、雄ねじ部２３ａ，２３ｂ，２３ｃが設けられている。そして、長径部（角部）２１ａと長径部２１ｂ間には、短径部２２ｂが形成されており、同様に、長径部（角部）２１ｂと長径部２１ｃ間には、短径部２２ｃが形成されており、長径部（角部）２１ｃと長径部２１ａ間には、短径部２２ａが形成されている。この実施例では、各長径部間の中央部が、最短径部となっている。
【００２４】
なお、シャフト部５２を形成する多角柱としては、正多角柱であることが好ましい。また、シャフト部５２を形成する多角柱としては、上記の三角柱に限定されるものではなく、３〜６角柱であること好ましい。
そして、形状記憶性樹脂製ボルト５０は、使用する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより、締結機能消失形態に移行する。締結機能消失形態では、図７、図８および図９に示す形態となる。具体的には、頭部３は、実質的に変化せず、柱状シャフト部５２は、略三角柱状から、ほぼ円柱状のシャフト部２ａに変化し、かつ、その表面に存在していた雄ねじ部も消失する。これにより、ボルト５０は、締結機能を失うものとなる。
【００２５】
そして、図１７を用いて説明する。なお、図１７における補助線２５は、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの外径を示すものであり、補助線２６は、締結対象の雌形締結体４の内径を示すものである。図１７に示すように、ボルト５０において、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３は、締結用形態における短径部２２の半径ｂ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ｂ１（中心点からの円弧頂点までの距離）より小さいものとなっている。よって、長径部２１の半径ｂ１、短径部２２の半径ｂ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３は、ｂ１＞ａ３＞ｂ２の関係を有するものとなる。ｂ１は、ｂ２の１．５〜２．０倍程度であることが好ましく、ａ３は、ｂ２の１．０〜１．５倍程度であることが好ましい。また、短径部２２の幅（言い換えれば、平坦部の幅）は、長径部２１の半径ｂ１より小さいものとなっている。短径部２２の幅は、長径部２１の半径ｂ１の１．０〜１．５倍程度であることが好ましい。
そして、この締結体（ボルト）５０は、上述したボルト１と同様に、締結用形態における長径部２１の雄ねじ部２３と螺合可能であり、かつ、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａと係合しない、言い換えれば、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３より大きい有効内半径ａ４（図１２参照）を有する雌ねじ部を備える雌形締結体４に使用される。
よって、長径部２１の半径ｂ１、短径部２２の半径ｂ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３、使用対象の雌形締結体４の雌ねじ部の有効内半径ａ４は、ｂ１＞ａ４＞ａ３＞ｂ２の関係を有するものとなる。
【００２６】
次に、図１９ないし図２３に示す実施例の雄型締結体（ボルト）について説明する。
図１９は、本発明の雄型締結体をボルトに応用した他の実施例の正面図である。図２０は、図１９に示したボルトの側面図である。図２１は、図１９のＦ−Ｆ線断面図である。図２２は、図１９に示したボルトの拡大底面図である。図２３は、図１９に示したボルトの斜視図である。
この実施例の雄型締結体（ボルト）６０と上述した雄型締結体（ボルト）１との相違は、柱状シャフト部の形態のみである。
【００２７】
この実施例の形状記憶性樹脂製ボルト６０も上述したボルト１と同様に、締結用形態と締結機能消失形態を備える。締結用形態とは、締結体を締結体として用いる状態における形態であり、締結機能消失形態とは、ボルトを使用する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより発現する形態であり、ボルトを締結対象部より離脱する際の形態である。
締結用形態において、ボルト６０、柱状シャフト部６２と、シャフト部６２の一端に形成された頭部３を備える。そして、締結用形態におけるシャフト部６２は、略円柱状であり、かつ、シャフト部６２の中心軸に対して平行かつ向かい合うように２つもしくはシャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された軸方向に延びる凹部を備え、凹部により短径部２２が形成されており、凹部２２間により長径部２１が形成されている。そして、各長径部２１の表面には、雄ねじ部２３が形成されている。そして、短径部２２の表面は、図１９、図２０および図２３に示すように、雄ねじ部が形成されていない雄ねじ部非形成部（具体的には、平坦部）となっている。
【００２８】
この実施例のボルト６０では、長径部２１は、シャフト部６２の中心軸に対して平行にかつシャフト部６２の全長にわたり形成されている。同様に、短径部２２もシャフト部６２の中心軸に対して平行にかつシャフト部６２の全長にわたり形成されている。また、頭部３の上面には、締結用具接続用凹部３１が形成されている。
また、この実施例のボルト６０では、シャフト部６２は、略円柱状となっており、シャフト部６２の中心軸に対してほぼ等角度となるように３つ形成された軸方向に延びる凹部が形成されており、この凹部により３つの短径部２２が形成されるとともに、凹部となっていない軸方向に延びる部分により３つの長径部２１が形成されており、この３つの長径部２１もシャフト部６２の中心軸に対してほぼ等角度となっている。なお、シャフト部６２に形成される凹部（短径部）の数としては、上記の３つのものに限定されるものではなく、３〜６であることが好ましい。
そして、形状記憶性樹脂製ボルト６０は、使用する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度（形状回復温度）以上に加温することにより、締結機能消失形態に移行する。結機能消失形態では、図７、図８および図９に示す形態となる。具体的には、頭部３は、実質的に変化せず、柱状シャフト部６２は、上述した形状から、ほぼ円柱状のシャフト部２ａに変化し、かつ、その表面に存在していた雄ねじ部が消失する。これにより、ボルト６０は、締結機能を失うものとなる。
【００２９】
そして、図２２を用いて説明する。なお、図２２における補助線２５は、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの外径を示すものであり、補助線２６は、締結対象の雌形締結体４の内径を示すものである。図２２に示すように、ボルト６０において、締結機能消失形態におけるシャフト部６２の半径ａ３は、締結用形態における短径部２２の半径ｃ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ｃ１より小さいものとなっている。よって、長径部２１の半径ｃ１、短径部２２の半径ｃ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３は、ｃ１＞ａ３＞ｃ２の関係を有するものとなる。ｃ１は、ｃ２の１．４〜２．２倍程度であることが好ましく、ａ３は、ｃ１の０．７〜０．９倍程度であることが好ましい。また、短径部２２の幅（言い換えれば、平坦部の幅）は、長径部２１の半径ｃ１より小さいものとなっている。短径部２２の幅は、長径部２１の半径ｃ１の０．４〜０．８倍程度であることが好ましい。
【００３０】
そして、この締結体（ボルト）６０は、上述したボルト１と同様に、締結用形態における長径部２１の雄ねじ部２３と螺合可能であり、かつ、締結機能消失形態におけるシャフト部６２と係合しない、言い換えれば、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３より大きい有効内半径ａ４（図１２参照）を有する雌ねじ部を備える雌形締結体４に使用される。
よって、長径部２１の半径ｃ１、短径部２２の半径ｃ２、締結機能消失形態におけるシャフト部２ａの半径ａ３、使用対象の雌形締結体４の雌ねじ部の有効半径ａ４は、ｃ１＞ａ４＞ａ３＞ｃ２の関係を有するものとなる。
そして、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体は、形状記憶性樹脂により成形されている。そして、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体における締結機能消失形態となる温度は、５０℃〜１６０℃であることが好ましい。
【００３１】
形状記憶性樹脂としては、公知のものを使用することができる。
なお、ここでいう形状記憶性樹脂とは、直径５．３ｍｍ、高さ７．８ｍｍの円柱状に射出成形により成形した後、樹脂組成物の損失正接ピーク温度より低い温度条件にて、高さが１／２になるように圧縮して所定時間放置した後、樹脂組成物の損失正接ピーク温度より高い温度に加温することにより、成形時の高さの９０％以上の高さに復元するものを示すものである。
ポリマーのような粘弾性体は、理想弾性体と理想粘性体の中間の性質を示す。ポリマーに正弦波の形で応力を与えた場合、応力波形と歪波形の間には０°〜９０°の範囲で位相差δが生じる。なお、理想弾性体では位相差が零であり、理想粘性体は応力に対して歪みは90°(π/2)遅れて検出される。
【００３２】
粘弾性の応力と歪みの関係は、図３０に示す複素平面上のベクトルとして表すことが出来る。
E*は、複素弾性率と呼ばれ、応力と歪みの振幅比に相当する。δは位相差である。
E’は、貯蔵弾性率と呼ばれ、試料の弾性としての特性を反映し、1周期あたりに加えられた応力が貯蔵され完全に回復するエネルギーの尺度である。
E’’は、損失弾性率と呼ばれ、試料の粘性としての特性を反映し、1周期あたりに加えられた応力が熱として損失（消費）されるエネルギーの尺度である。
tanδは、損失正接と呼ばれ、貯蔵弾性率と損失弾性率の比で表す。つまり与えられた力学的なエネルギーに対する熱として損失されたエネルギーの割合を示すもので、粘弾性特性の一つとして振動吸収性を表している。
【００３３】
つまり、動的粘弾性測定において得られる損失正接値は、被検材料に正弦的に繰り返す引張方向の応力、及び歪みを与えた時に、その応答として得られる損失弾性率の貯蔵弾性率に対する比の値として表される。損失正接は、被検材料中の分子の束縛状態を示しており、損失正接値が大きくなるほど分子の束縛が緩くなることを示している。なお、この動的粘弾性により得られる値は、測定方法や条件により変化するが、本発明においては、１０×５０×２〜４ｍｍの板状試験片を、測定温度範囲：室温〜２００℃、設定昇温速度：２℃／分、測定周波数：１Ｈｚの条件で固体粘弾性測定したものである。
【００３４】
そして、形状記憶性ポリマーとしては、非晶性形状記憶性ポリマー、低結晶性形状記憶性ポリマーもしくは半結晶性形状記憶性ポリマーを用いることが好ましい。このような結晶性の低い形状記憶性ポリマーを用いることにより、形状回復が良好なものとなる。また、非晶性形状記憶性ポリマー、低結晶性形状記憶性ポリマーおよび半結晶性形状記憶性ポリマーは、ＪＩＳＫ７１２２による結晶融解に伴う潜熱が２．１Ｊ／ｇ以下の樹脂であることが好ましい。
形状記憶性ポリマーとしては、ポリエステル、スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリチオエーテル、ポリイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、オレフィン系樹脂、ポリフェニレンサルファイドなどが使用される。
ポリエステルとしては、非晶性ポリエチレンテレフタレート、半結晶性ポリエチレンナフタレートもしくは低結晶性ポリエチレンナフタレートが好適である。非晶性ポリエチレンテレフタレートの損失正接ピーク温度は、約７０℃である。半結晶性ポリエチレンナフタレートは、非晶性ポリエチレンテレフタレートより約４０℃程度高い損失正接ピーク温度を有し、その損失正接ピーク温度は、約１１０℃である。そして、両者は、相溶性を有する。
【００３５】
また、形状記憶性樹脂は、動的粘弾性測定における損失正接値のピークとなる第１の損失正接ピーク温度を有する第１の形状記憶性ポリマーと、第１の形状記憶性ポリマーと相溶性を有し、かつ動的粘弾性測定における損失正接値のピークが第１の損失正接ピーク温度よりも高い第２の損失正接ピーク温度を有する第２の形状記憶性ポリマーとの混合物からなるものであることが好ましい。
そして、第１の形状記憶性ポリマーおよび第２の形状記憶性ポリマーは、両者が相溶性を有する熱可塑性樹脂が選択される。また、第２の形状記憶性ポリマーは、第１の損失正接ピーク温度よりも高い損失正接ピーク温度を有するものが選択される。第１の形状記憶性ポリマーの損失正接ピーク温度としては、５０〜１６０℃程度のものが好ましく、第２の形状記憶性ポリマーの損失正接ピーク温度としては、９０〜２２０℃程度のものが好ましい。そして、第１の形状記憶性ポリマーと第２の形状記憶性ポリマーの損失正接ピーク温度の差は、３０〜１００℃程度であることが好ましい。また、本発明の形状記憶性樹脂組成物の損失正接ピーク温度は、７０〜２００℃程度であることが好ましい。
【００３６】
形状記憶性樹脂組成物における第１の形状記憶性ポリマーおよび第２の形状記憶性ポリマーの配合量（配合比）は、形状記憶性樹脂組成物の目標損失正接ピーク温度、第１の形状記憶性ポリマーおよび第２の形状記憶性ポリマーの損失正接ピーク温度によって定まるものであり、一義的なものではないが、形状記憶性樹脂組成物における第１の形状記憶性ポリマーと第２の形状記憶性ポリマーの重量比は、１０：２〜２：１０程度が好ましく、より好ましくは、１０：４〜４：１０である。
そして、第１の形状記憶性ポリマーおよび第２の形状記憶性ポリマーは、相溶性を有する熱可塑性樹脂が選択される。このため、第１の形状記憶性ポリマーおよび第２の形状記憶性ポリマーは、上記の形状記憶性ポリマーより、同系統の２種のポリマーを選択することが好ましい。
【００３７】
本発明の形状記憶性樹脂組成物における第１の形状記憶性ポリマーと第２の形状記憶性ポリマーとの組合せは、第１のポリエステルと第１のポリエステルと異なる第２のポリエステルの組合せであることが好適である。特に、第１の形状記憶性ポリマーと第２の形状記憶性ポリマーとの組合せは、非晶性ポリエチレンテレフタレートと半結晶性ポリエチレンナフタレートであることが好適である。この組合せによる形状記憶性樹脂組成物は、高い形状復元性を有するとともに、狭いガラス遷移温度領域を有する。狭いガラス遷移温度領域を有するため、形状記憶性樹脂組成物の損失正接ピーク温度を若干超える程度に加熱することにより、記憶形状に復元するので、復元のための加熱効率が良好であるとともに、ガラス遷移温度領域未満における不測の形状復元を起こすことがなく、形状保持および形状復元のための温度管理が容易なものとなる。また、非晶性ポリエチレンテレフタレートを用いることにより、工業的にマテリアル・リサイクルが可能である。
【００３８】
非晶性ポリエチレンテレフタレートとしては、例えば、ジオール成分の５０モル％以上がエチレングリコールであるジオールと、ジカルボン酸成分の５０モル％以上がテレフタル酸またはそのアルキルエステルであるジカルボン酸類を重縮合して得られるホモポリマー、コポリマーまたはこれらの混合物であり、コポリマーとしては、例えば全カルボン酸類の５０モル％以下の範囲で他のジカルボン酸、例えばイソフタル酸あるいはハロゲン化テレフタル酸を共重合したものや、全ジオールの５０モル％以下の範囲でポリ（アルキレングリコール）具体的にはジエチレングリコールを共重合したものまたは、Ｃ３〜Ｃ１２のアルキレングリコール、例えば、１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合したものが挙げられる。例えば、イーストマンケミカル社製の商品名「ＰＥＴＧ６７６３」（テレフタル酸からなるジカルボン酸成分と、３０モル％の１,４−シクロヘキサンジメタノールと７０モル％のエチレングリコールからなるジオール成分とを共重合したコポリエステル）、および商品名「Ｐｒｏｖｉｓｔａ」（テレフタル酸からなるジカルボン酸成分と、３０モル％の１,４−シクロヘキサンジメタノールと７０モル％のエチレングリコールからなるジオール成分と、極めて少量の第３成分を共重合した溶融粘度が高いコポリエステル）として市販されている。
【００３９】
ポリエチレンナフタレートとしては、エチレン−２，６−ナフタレート繰り返し単位から主としてなるが、それ以外にも以下に示すような成分を２０モル％を超えない範囲で共重合成分として含んでいても良い。かかる共重合の酸成分としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、フェニルインダンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸があげられる。また、該共重合のジオール成分としては、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，６−ヘキサメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等の脂肪族のジオールがあげられる。かかる共重合成分の共重合量は好ましくは１０モル％以下である。
【００４０】
スチレン系樹脂としては、ポリスチレン、アクリロニトリルとスチレンとの共重合体であるＡＳ樹脂、アクリロニトリルとブタジエンとスチレンとの共重合体であるＡＢＳ樹脂、アクリロニトリルとＥＰＤＭとスチレンとの共重合体であるＡＥＳ樹脂などがある。
ポリカーボネートとしては、芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート、脂肪族−芳香族ポリカーボネート等が挙げられる。
ポリイミドは、例えば、ピロメリット酸二無水物を１〜８０モル％、及び、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を９９〜２０モル％含む芳香族テトラカルボン酸二無水物と、芳香族ジアミンである４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニルを重縮合し、得られたポリアミック酸を脱水することにより製造される。
【００４１】
ポリフェニレンエーテルとしては、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジエチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジプロピル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２−メチル−６−イソプロピル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジメトキシ−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジクロロメチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジフェニル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジニトリル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジクロル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，５−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）などが挙げられる。
【００４２】
オレフィン系樹脂としては、炭素数２〜１４のα−オレフィンと少なくとも１種の環状オレフィンとの共重合体が好ましい。炭素数２〜１４のα−オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、３−エチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン、４−エチル−１−ヘキセン、３−エチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラドデセン等が挙げられる。環状オレフィンとしては、ビシクロ［２．２．１］ヘプトー２エン誘導体、テトラシクロ［４．４．０．１２．５．１７．１０］−３−デセン誘導体、ヘキサシクロ［６．６．１３．６．１１０．１３．０２．７．０９．１４］−４−ヘプタデセン誘導体、オクタシクロ［８．８．０．１１２．９．１４．７．１１１．１８．１１３．１６．０３．８．０１２．１７］−５−ドコセン誘導体、ペンタシクロ［６．６．１．１３．６．０２．７．０９．１４］−４−ヘキサデセン誘導体、ヘプタシクロ−５−イコセン誘導体、ヘプタシクロ−５−イコセン誘導体、ヘプタシクロ−５−ヘンエイコセン誘導体、トリシクロ［４．３．０．１２．５］−３−デセン誘導体、トリシクロ［４．３．０．１２．５］−３−ウンデセン誘導体、ペンタシクロ［６．５．１．１３．６．０２．７．０９．１４］−４−ペンタデセン誘導体、ペンタシクロペンタデカジエン誘導体、ペンタシクロ［４．７．０．１１２．５．０８．１３．１９．１２］−３−ペンタデセン誘導体及びノナシクロ［９．１０．１．１４．７．１１３．２０．１１５．１８．０２．１０．０１２．２１．０１４．１９］−５−ペンタコセン誘導体等を挙げることができる。α−オレフィンと上記の少なくとも１種の環状オレフィンとの重合方法としては、炭化水素溶媒（例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン等）中で、例えばバナジウム化合物、有機アルミニウム化合物等の触媒を用いて行う方法が好ましいものとして例示できるが、特に制限はない。
【００４３】
また、形状記憶性樹脂組成物は、ガラス繊維または炭素繊維を含有していることが好ましい。ガラス繊維または炭素繊維を含有させることにより、記憶形状への形状復元率が良好となる。さらには、このような繊維を添加することにより、回復時における熱膨張に起因する変形の発生を抑えることができ、回復後の寸法安定性も良好となる。
また、本発明において使用される形状記憶性樹脂は、形状記憶特性およびガラス転移温度に顕著な影響を与えない範囲で、無機フィラー、有機フィラー、補強材、着色剤、安定剤（ラジカル捕捉剤、酸化防止剤など）、抗菌剤、防かび材、難燃剤などを、必要に応じて添加してもよい。無機フィラーとしては、シリカ、アルミナ、タルク、砂、粘土、鉱滓などを使用できる。有機フィラーとしては、ポリアミド繊維や植物繊維などの有機繊維を使用できる。補強材としては、炭素繊維、ポリアミド繊維、ポリアリレート繊維、針状無機物、繊維状フッ素樹脂などを使用でき、上述したガラス繊維も補強材として機能する。
そして、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体としては、上述したようなボルトに限定されるものではなく、各種の雄型締結体であってもよい。雄型締結体としては、頭部を持たないスタッドボルト、ねじであってもよい。
【００４４】
次に、本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法について説明する。
本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法は、上述した形状記憶性樹脂製雄型締結体を製造するための製造方法であり、製造される雄型締結体１は、シャフト部２の中心軸に対して平行に延び、かつシャフト部２の中心軸から外面までの距離が長く、さらに向かい合うように２つもしくはシャフト部２の中心軸に対してほぼ等角度となるように設けられた複数の長径部２１と、シャフト部２の中心軸に対して平行に延びかつ複数の長径部２１間に位置し、さらに、シャフト部２の中心軸から外面までの距離が長径部２１より短い複数の短径部２２と、長径部２１の外面に形成された雄ねじ部２３とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有する。締結機能消失形態では、シャフト部２は、短径部２２の半径ａ２より大きく、かつ、長径部２１の半径ａ１より小さい半径ａ３を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に実質的に雄ねじ部を持たないものである。
【００４５】
本発明の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法は、形状記憶性樹脂を射出成形することにより、短径部の半径より大きく、かつ、長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有する締結体基材を成形する工程と、複数に分割されるとともに、内部に締結体基材のシャフト部を収納可能かつ収納した状態にて狭圧することにより、締結体基材のシャフト部に、シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつシャフト部の中心軸から外面までの距離が短い複数の短径部と、シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつシャフト部の中心軸から外面までの距離が短径部より長く、さらに向かい合うように２つもしくはシャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部と、複数の長径部の外面に雄ねじ部とを有する締結用形態にシャフト部を塑性変形可能な成型用型内を用いて、形状記憶性樹脂性雄型締結体の形状回復温度以下の温度条件にて、雄型締結体基材のシャフト部を塑性変形させる工程とを行うものである。
【００４６】
そこで、図２４および図２５を用いて、図１ないし図６に示す形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法について説明する。
図２４は、本発明の雄型締結体の製造用型の一例の斜視図である。図２５は、本発明の雄型締結体の製造方法を説明するための説明図である。
製造される形状記憶性樹脂製雄型締結体（ボルト）１は、上述したとおりである。
【００４７】
最初に、形状記憶性樹脂を射出成形することにより、図７ないし図９に示すような形態の締結体基材１０を成形する。成形される締結体基材１０は、最終的に製造される形状記憶性樹脂製雄型締結体の短径部の半径より大きく、かつ、長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部２ａを有するものである。
そして、図２４に示すような成型用型を用いて、雄型締結体基材のシャフト部を塑性変形させる工程を行う。この工程は、締結体基材を構成する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度以下の条件下にて行われる。
【００４８】
成型用型１１は、複数に分割された成型ダイス１２，１３により構成されている。具体的には、図２４に示すように、成型用型１１は、第１の成型ダイス１２と第２の成形ダイス１３により構成されており、第１の成型ダイス１２は、シャフト部成形用内面１４を備え、第２の成形ダイス１３は、シャフト部成形用内面１５を備える。第１の成型ダイス１２と第２の成形ダイス１３は組み合わされることにより、楕円柱筒状内面となるシャフト部成形用内面を構成する。
【００４９】
そして、成型ダイス１２のシャフト部成形用内面１４の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝１４ａ，１４ｂが設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部（言い換えれば、雄ねじ形成用溝１４ａ，１４ｂの間）は、シャフト部成形用内面１４の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている。成型ダイス１３は、成型ダイス１２のシャフト部成形用内面１４と上下反転した形状のシャフト部成形用内面１５を備えている。そして、シャフト部成形用内面１５の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝１５ａ，１５ｂが設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部（言い換えれば、雄ねじ形成用溝１５ａ，１５ｂの間）は、シャフト部成形用内面１５の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている。そして、第１の成型ダイス１２と第２の成形ダイス１３を組み合わせた状態において、第２の成形ダイス１３の雄ねじ形成用溝１５ａ，１５ｂは、第１の成型ダイス１２の雄ねじ形成用溝１４ａ，１４ｂと向かい合うとともに、共同することにより、連続する雄ねじ部を形成可能となっている。
そして、図２５に示すように、第１の成型ダイス１２と第２の成形ダイス１３間に、雄型締結体基材１０のシャフト部２ａを配置し、第１の成型ダイス１２と第２の成形ダイス１３を狭圧することにより、シャフト部２を成形ダイスのシャフト部成形用内面形状に対応した形状に塑性変形させる。そして、成形ダイスを取り外すことにより、本発明のシャフト部形状を有するボルト１が形成される。
【００５０】
次に、図２６および図２７を用いて、図１３ないし図１８に示す形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法について説明する。
図２６は、本発明の雄型締結体の製造用型の他の例の斜視図である。図２７は、本発明の雄型締結体の製造方法を説明するための説明図である。
この実施例の製造方法では、上述した形状記憶性樹脂製雄型締結体（ボルト）５０が製造される。
【００５１】
最初に、形状記憶性樹脂を射出成形することにより、図７ないし図９に示すような締結体基材を成形する。成形される締結体基材は、最終的に製造される形状記憶性樹脂製雄型締結体の短径部の半径より大きく、かつ、長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有するものである。
そして、図２６に示すような成型用型を用いて、雄型締結体基材のシャフト部を塑性変形させる工程を行い。この工程は、締結体基材を構成する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度以下の条件下にて行われる。
【００５２】
図２６に示す成型用型５１は、第１の成型ダイス５４と第２の成形ダイス５５により構成されている。成型ダイス５４，５５は、組み合わせることにより、略正三角柱状内面となるシャフト部成形用内面５６，５７を備えている。そして、成型ダイス５４のシャフト部成形用内面５６の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝５６ａ，５６ｂが設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部（言い換えれば、雄ねじ形成用溝５６ａ，５６ｂの間、雄ねじ形成用溝５６ａとシャフト部成形用内面５６の端部の間）は、シャフト部成形用内面５６の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている。成型ダイス５５は、成型ダイス５４のシャフト部成形用内面５６と左右反転した形状のシャフト部成形用内面５７を備えている。そして、シャフト部成形用内面５７の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝５７ａ，５７ｂが設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部（言い換えれば、雄ねじ形成用溝５７ａ，５７ｂの間、雄ねじ形成用溝５７ａとシャフト部成形用内面５７の端部の間）は、シャフト部成形用内面５７の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている。そして、第１の成型ダイス５４と第２の成形ダイス５５を組み合わせた状態において、第２の成形ダイス５５の雄ねじ形成用溝５７ｂは、第１の成型ダイス５４の雄ねじ形成用溝５６ｂに近接し向かい合うとともに、共同することにより、連続する雄ねじ部を形成可能となっている。また、第１の成型ダイス５４の雄ねじ形成用溝５６ａおよび第二の成型ダイス５５の雄ねじ形成用溝５７ａは、それぞれが単独にて、連続する雄ねじ部を形成可能となっている。
【００５３】
そして、図２７に示すように、第１の成型ダイス５４と第２の成形ダイス５５間に、雄型締結体基材１０のシャフト部２ａを配置し、第１の成型ダイス５４と第２の成形ダイス５５を狭圧することにより、シャフト部２ａを成形ダイスのシャフト部成形用内面形状に対応した形状に塑性変形させる。そして、成形ダイスを取り外すことにより、本発明のシャフト部形状を有するボルト５０が形成される。
【００５４】
次に、図２８および図２９を用いて、図１９ないし図２３に示す形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法について説明する。
この実施例の製造方法では、上述した形状記憶性樹脂製雄型締結体（ボルト）６０が製造される。
最初に、形状記憶性樹脂を射出成形することにより、図７ないし図９に示すような締結体基材を成形する。成形される締結体基材は、最終的に製造される形状記憶性樹脂製雄型締結体の短径部の半径より大きく、かつ、長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有するものである。
【００５５】
そして、図２８に示すような成型用型を用いて、雄型締結体基材のシャフト部を塑性変形させる工程を行い。この工程は、締結体基材を構成する形状記憶性樹脂の損失正接ピーク温度以下の条件下にて行われる。
成型用型７０は、６つに分割された成型ダイス７３，７４，７５，７６，７７，７８により構成されている。具体的には、成型用ダイス７０は、内面が雄ねじ形成面となっているねじ部形成用ダイス７３，７４，７５と、これらねじ部形成用ダイス７３，７４，７５間に配置され、ねじ形成面を持たない凹部形成用ダイス７６，７７，７８により構成されている。ねじ部形成用ダイス７３の内面は、シャフト部成形用内面を構成するとともに、雄ねじ形成用溝７３ａを備えている。同様に、ねじ部形成用ダイス７４の内面は、シャフト部成形用内面を構成するとともに、雄ねじ形成用溝７４ａを備え、ねじ部形成用ダイス７５の内面にも、雄ねじ形成用溝７５ａが設けられている。また、凹部形成用ダイス７６，７７，７８は、シャフト部成形用内面を構成するとともに、内面は、ねじ形成面を持たない雄ねじ形成用溝非形成部７６ａ，７７ａ，７８ａとなっている。
【００５６】
そして、図２９に示すように、成型用型７０内に雄型締結体基材１０のシャフト部２ａを配置し、６つの成型ダイス７３，７４，７５，７６，７７，７８を配置されたシャフト部２ａの中心に向かって狭圧し、さらに、ねじ形成面を持たない凹部形成用ダイス７６，７７，７８を、シャフト部２ａの中心方向に狭圧することにより、シャフト部２ａを成形用型７０のシャフト部成形用内面形状に対応した形状に塑性変形させる。そして、成形ダイスを取り外すことにより、本発明のシャフト部形状を有するボルト６０が形成される。
樹脂ねじを作製する場合、射出成形でブランク（ねじ山なし）を作製し転造を行うのが一般的である。しかし、転造を行うとブランク自身の温度が上がり、ねじ山の立ち具合が良くない。ねじ山の立ち具合が悪いとナットとの引っ掛かりが少なくなり、抜け強度が低くなってしまう。このため、ブランク径をできるだけ大きくし、引っ掛かり高さを上げている。しかし、ブランク径が大きすぎると、回復後ナットと干渉し抜けにくくなる可能性がある。
上述した実施例のプレスもしくはかしめによる方法では、ねじ加工時の発熱を抑えることができ、ねじ山の立ちは一般の転造に比べ良好である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本発明の雄型締結体をボルトに応用した実施例の正面図である。
【図２】図２は、図１に示したボルトの右側面図である。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５は、図１に示したボルトの拡大底面図である。
【図６】図６は、図１に示したボルトの斜視図である。
【図７】図７は、図１に示した雄型締結体に用いられる締結体基材の正面図である。
【図８】図８は、図７に示した締結体基材の底面図である。
【図９】図９は、図７に示した締結体基材の斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の雄型締結体の締結状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１２】図１２は、図１０に示した雄型締結体を加温し、締結機能消失形態とした状態の断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の雄型締結体をボルトに応用した他の実施例の正面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示したボルトの右側面図である。
【図１５】図１５は、図１３のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１６】図１６は、図１３のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１７】図１７は、図１３に示したボルトの拡大底面図である。
【図１８】図１８は、図１３に示したボルトの斜視図である。
【図１９】図１９は、本発明の雄型締結体をボルトに応用した他の実施例の正面図である。
【図２０】図２０は、図１９に示したボルトの側面図である。
【図２１】図２１は、図１９のＦ−Ｆ線断面図である。
【図２２】図２２は、図１９に示したボルトの拡大底面図である。
【図２３】図２３は、図１９に示したボルトの斜視図である。
【図２４】図２４は、本発明の雄型締結体の製造用型の一例の斜視図である。
【図２５】図２５は、本発明の雄型締結体の製造方法を説明するための説明図である。
【図２６】図２６は、本発明の雄型締結体の製造用型の他の例の斜視図である。
【図２７】図２７は、本発明の雄型締結体の製造方法を説明するための説明図である。
【図２８】図２８は、本発明の雄型締結体の製造用型の他の例の斜視図である。
【図２９】図２９は、本発明の雄型締結体の製造方法を説明するための説明図である。
【図３０】図３０は、粘弾性測定による損失正接の算出過程を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 形状記憶性樹脂製雄型締結体
２ 柱状シャフト部
３ 頭部
４ 雌型締結体
２１ 長径部
２２ 短径部
２３ 雄ねじ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に形成された雄ねじ部を有する柱状シャフト部を少なくとも備える形状記憶性樹脂製雄型締結体であって、
該雄型締結体は、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう設けられた複数の長径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延びかつ前記複数の長径部間に位置し、さらに、前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記長径部より短い複数の短径部と、前記複数の長径部の外面に形成された前記雄ねじ部とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有するものであり、該締結機能消失形態では、前記シャフト部は、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に実質的に雄ねじ部を持たないものであることを特徴とする形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項２】
前記形状記憶性樹脂は、動的粘弾性測定における損失正接値のピークとなる第１の損失正接ピーク温度を有する第１の形状記憶性ポリマーと、前記第１の形状記憶性ポリマーと相溶性を有し、かつ動的粘弾性測定における損失正接値のピークが前記第１の損失正接ピーク温度よりも高い第２の損失正接ピーク温度を有する第２の形状記憶性ポリマーとの混合物からなるものである請求項１に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項３】
前記形状記憶性樹脂は、非晶性ポリエチレンテレフタレートと、非晶性ポリエチレンナフタレート、低結晶性形状記憶ポリエチレンナフタレートもしくは半結晶性ポリエチレンナフタレートとの混合物である請求項２に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項４】
前記形状記憶性樹脂は、非晶性形状記憶性ポリマーである請求項１に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項５】
前記非晶性形状記憶性ポリマーは、非晶性ポリエステル、非晶性スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリチオエーテル、非晶性ポリイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、非晶性オレフィン系樹脂、ポリフェニレンサルファイドからなる群より選択された少なくとも１種のものである請求項４に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項６】
前記形状記憶性樹脂は、非晶性ポリエチレンテレフタレート、非晶性ポリエチレンナフタレート、低結晶性形状記憶ポリエチレンナフタレートもしくは半結晶性ポリエチレンナフタレートのいずれかである請求項１に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項７】
前記雄型締結体は、前記シャフト部の一端に形成された頭部を備えている請求項１ないし６のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項８】
前記締結用形態における前記シャフト部は、楕円柱状であり、長径部分により向かい合う２つの長径部が形成されており、短径部分において向かい合う２つの短径部が形成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項９】
前記締結用形態における前記シャフト部は、略正多角柱状であり、角部により前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部が形成されており、各隣り合う長径部の中間部が短径部となっている請求項１ないし７のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項１０】
前記締結用形態における前記シャフト部は、略円柱状であり、かつ、前記シャフト部の中心軸に対して平行かつ向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された軸方向に延びる凹部を備え、該凹部により前記短径部が形成されており、該凹部間により前記長径部が形成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項１１】
前記雄型締結体は、前記締結用形態における前記長径部の前記雄ねじ部と螺合可能であり、かつ、前記締結機能消失形態における前記シャフト部と係合しない有効内径を有する雌ねじ部を有する雌形締結体に使用されるものである請求項１ないし１０のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項１２】
前記締結機能消失形態となる前記所定温度は、５０℃〜１６０℃である請求項１ないし１１のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項１３】
前記形状記憶性樹脂は、ガラス繊維もしくは炭素繊維を含有している請求項１ないし１２のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項１４】
前記請求項１ないし１３のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法であって、
前記形状記憶性樹脂を射出成形することにより、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有する締結体基材を成形し、
複数に分割されるとともに、内部に前記締結体基材の前記シャフト部を収納可能かつ収納した状態にて狭圧することにより、前記締結体基材の前記シャフト部に、該シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が短い複数の短径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記短径部より長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部と、該複数の長径部の外面に雄ねじ部とを有する締結用形態に前記シャフト部を塑性変形可能な成型用型を用いて、前記形状記憶性樹脂性雄型締結体の形状回復温度以下の温度条件にて、前記雄型締結体基材の前記シャフト部を塑性変形させることを特徴とする形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法。
【請求項１５】
前記成型用型は、複数に分割された成型ダイスを備え、各成型ダイスは、シャフト部成形用内面を備えるとともに該シャフト部成形用内面の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝が設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部は、前記シャフト部成形用内面の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている請求項１４に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法。
【請求項１】
外面に形成された雄ねじ部を有する柱状シャフト部を少なくとも備える形状記憶性樹脂製雄型締結体であって、
該雄型締結体は、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう設けられた複数の長径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延びかつ前記複数の長径部間に位置し、さらに、前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記長径部より短い複数の短径部と、前記複数の長径部の外面に形成された前記雄ねじ部とを備える締結用形態と、所定温度以上に加温されることにより発現する締結機能消失形態とを有するものであり、該締結機能消失形態では、前記シャフト部は、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に実質的に雄ねじ部を持たないものであることを特徴とする形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項２】
前記形状記憶性樹脂は、動的粘弾性測定における損失正接値のピークとなる第１の損失正接ピーク温度を有する第１の形状記憶性ポリマーと、前記第１の形状記憶性ポリマーと相溶性を有し、かつ動的粘弾性測定における損失正接値のピークが前記第１の損失正接ピーク温度よりも高い第２の損失正接ピーク温度を有する第２の形状記憶性ポリマーとの混合物からなるものである請求項１に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項３】
前記形状記憶性樹脂は、非晶性ポリエチレンテレフタレートと、非晶性ポリエチレンナフタレート、低結晶性形状記憶ポリエチレンナフタレートもしくは半結晶性ポリエチレンナフタレートとの混合物である請求項２に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項４】
前記形状記憶性樹脂は、非晶性形状記憶性ポリマーである請求項１に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項５】
前記非晶性形状記憶性ポリマーは、非晶性ポリエステル、非晶性スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリチオエーテル、非晶性ポリイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、非晶性オレフィン系樹脂、ポリフェニレンサルファイドからなる群より選択された少なくとも１種のものである請求項４に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項６】
前記形状記憶性樹脂は、非晶性ポリエチレンテレフタレート、非晶性ポリエチレンナフタレート、低結晶性形状記憶ポリエチレンナフタレートもしくは半結晶性ポリエチレンナフタレートのいずれかである請求項１に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項７】
前記雄型締結体は、前記シャフト部の一端に形成された頭部を備えている請求項１ないし６のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項８】
前記締結用形態における前記シャフト部は、楕円柱状であり、長径部分により向かい合う２つの長径部が形成されており、短径部分において向かい合う２つの短径部が形成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項９】
前記締結用形態における前記シャフト部は、略正多角柱状であり、角部により前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部が形成されており、各隣り合う長径部の中間部が短径部となっている請求項１ないし７のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項１０】
前記締結用形態における前記シャフト部は、略円柱状であり、かつ、前記シャフト部の中心軸に対して平行かつ向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された軸方向に延びる凹部を備え、該凹部により前記短径部が形成されており、該凹部間により前記長径部が形成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項１１】
前記雄型締結体は、前記締結用形態における前記長径部の前記雄ねじ部と螺合可能であり、かつ、前記締結機能消失形態における前記シャフト部と係合しない有効内径を有する雌ねじ部を有する雌形締結体に使用されるものである請求項１ないし１０のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項１２】
前記締結機能消失形態となる前記所定温度は、５０℃〜１６０℃である請求項１ないし１１のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項１３】
前記形状記憶性樹脂は、ガラス繊維もしくは炭素繊維を含有している請求項１ないし１２のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体。
【請求項１４】
前記請求項１ないし１３のいずれかに記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法であって、
前記形状記憶性樹脂を射出成形することにより、前記短径部の半径より大きく、かつ、前記長径部の半径より小さい半径を有するほぼ円柱状であり、かつ外面に雄ねじ部を持たない柱状シャフト部を有する締結体基材を成形し、
複数に分割されるとともに、内部に前記締結体基材の前記シャフト部を収納可能かつ収納した状態にて狭圧することにより、前記締結体基材の前記シャフト部に、該シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が短い複数の短径部と、前記シャフト部の中心軸に対して平行に延び、かつ前記シャフト部の中心軸から外面までの距離が前記短径部より長く、さらに向かい合うように２つもしくは前記シャフト部の中心軸に対してほぼ等角度となるよう複数形成された長径部と、該複数の長径部の外面に雄ねじ部とを有する締結用形態に前記シャフト部を塑性変形可能な成型用型を用いて、前記形状記憶性樹脂性雄型締結体の形状回復温度以下の温度条件にて、前記雄型締結体基材の前記シャフト部を塑性変形させることを特徴とする形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法。
【請求項１５】
前記成型用型は、複数に分割された成型ダイスを備え、各成型ダイスは、シャフト部成形用内面を備えるとともに該シャフト部成形用内面の長手方向に延びる所定部位には、雄ねじ形成用溝が設けられており、かつ雄ねじ形成用溝の側部は、前記シャフト部成形用内面の長手方向に延びる雄ねじ形成用溝非形成部となっている請求項１４に記載の形状記憶性樹脂製雄型締結体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２００９−６８５７０（Ｐ２００９−６８５７０Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３６３６７（Ｐ２００７−２３６３６７）
【出願日】平成１９年９月１２日（２００７．９．１２）
【出願人】（５９２１１８１０３）メイラ株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１２日（２００７．９．１２）
【出願人】（５９２１１８１０３）メイラ株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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