專利名稱：螺釘?shù)闹谱鞣椒?br>
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與用于進(jìn)行螺釘?shù)木o固操作或松開操作的螺釘旋 動(dòng)裝置對(duì)應(yīng)的螺釘。
本申請(qǐng)基于2004年1月21日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2004 -013184號(hào)、2004年3月10日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2004 - 067207號(hào)、 2004年5月18日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2004 - 147113號(hào)、及2004 年8月18日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2004 - 237880號(hào)要求優(yōu)先權(quán)，并 在此將它們的內(nèi)容引入。
背景技術(shù)：
以往，螺釘被廣泛用作部件的接合機(jī)構(gòu)。作為緊固這樣的螺釘用 的機(jī)構(gòu)，以往一般使用下述機(jī)構(gòu)在螺釘?shù)捻敳啃纬杉犹?hào)(+ )形狀 的"十字孔"或減號(hào)(-)形狀的"一字槽"等凹型刻印，通過(guò)使對(duì)應(yīng) 形成的螺絲刀等螺釘旋動(dòng)裝置的末端與其嵌合并旋轉(zhuǎn)，而對(duì)螺釘施加 緊固螺釘用的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
另外，除了形成這樣的"十字孔"或"一字槽"的方法外，公知 的還有下述方法在螺釘頭的周側(cè)部的一部分上形成鉤狀的"爪"等 特殊形狀的刻印，通過(guò)將具有對(duì)應(yīng)的末端形狀的特殊螺絲刀與該爪抵 接并嵌合，而對(duì)螺釘賦予緊固轉(zhuǎn)矩。
另一方面，作為能發(fā)揮高旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的致動(dòng)器，公知的有特別是能 在轉(zhuǎn)子靜止時(shí)得到高靜止轉(zhuǎn)矩的、例如下面所示的非專利文獻(xiàn)1中公 開的超聲波馬達(dá)。
非專利文獻(xiàn)1: Kentaro Nakamura， Minoru Kurosawa, Sadayuki Ueha， "Characteristics of a Hybrid Transducer-Type Ultrasonic Motor", IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics， and Frequency Control, Vol. 38， No.3， May 1991， p. 188-193。
非專利文獻(xiàn)2:川野洋、安藤英由樹，"圧電7々于i工-夕I二J:石 刻印&Ltei:回L(D開発"，口術(shù)亍一々又y力卜口二々又講演會(huì)'04講演予稿集，社団法人日本機(jī)械學(xué)會(huì)，2004年6月("利用壓電致動(dòng)器的 無(wú)刻印的螺絲刀的開發(fā)"，口術(shù)亍^々又y力卜口二々又演講會(huì)，04演 講預(yù)備稿集，社團(tuán)法人日本機(jī)械學(xué)會(huì)，2004年6月)。
但是，螺釘緊固需要對(duì)螺釘賦予較大的轉(zhuǎn)矩，從而在螺釘緊固時(shí)， 例如通過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)等方式對(duì)螺釘賦予所需的轉(zhuǎn)矩。而且，在要緊固 的螺釘根數(shù)較多、或緊固螺釘?shù)牟考^硬等的情況下，需要非常大的 體力、或者需要非常大的電力等負(fù)荷。
另一方面，在通過(guò)螺釘接合構(gòu)成外裝構(gòu)造部件的機(jī)械產(chǎn)品等中存 在下述等問(wèn)題由于在其表面上會(huì)自然露出螺釘頭的頂部，所以會(huì)由 于設(shè)置在該螺釘頭頂部的凹型刻印或設(shè)置在周側(cè)部的爪等緊固機(jī)構(gòu)， 而嚴(yán)重?fù)p害該機(jī)械產(chǎn)品整體的美觀。
進(jìn)而，對(duì)于緊固在構(gòu)造部件(被緊固部件)上的螺釘，如果有末 端形狀與其緊固機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的螺釘旋動(dòng)裝置，則可容易地將其松開，但
是，這樣的特性在下述情況下則極不適當(dāng)，即，在正規(guī)的工序中緊固 的螺釘一旦被第三者松開則會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題的情況(例如，以沒(méi)有進(jìn)行過(guò) 螺釘?shù)乃砷_操作為產(chǎn)品保證條件的情況)。
進(jìn)而，還存在下述問(wèn)題若長(zhǎng)期使用通過(guò)螺釘接合構(gòu)成的機(jī)械產(chǎn) 品，則螺釘會(huì)自然松動(dòng)。
因此，例如作為用于防止人為破壞的螺釘，也可利用上述那樣設(shè) 有特殊形狀刻印的螺釘。但是，由于刻印的形狀，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害使用螺 釘接合的部件表面的美觀，而且，在有人持有具有該特殊刻印的螺絲 刀的情況下，依然存在該螺釘被松開的可能性。
為了解決該問(wèn)題，提出了一種例如在上述非專利文獻(xiàn)2中公開的、 用于緊固螺釘頭上沒(méi)有刻印的螺釘?shù)膲弘娐萁z刀(螺釘旋動(dòng)裝置)。
但是，在僅通過(guò)使壓電螺絲刀與沒(méi)有刻印的螺釘頂部壓接來(lái)緊固 螺釘時(shí)，有時(shí)難以得到足夠高的緊固力，為了進(jìn)行可靠的螺釘緊固， 要求得到更高的緊固力。
為解決上述那樣的問(wèn)題，本申請(qǐng)的發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在為了 對(duì)螺釘旋動(dòng)裝置賦予旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，而將例如上述非專利文獻(xiàn)1中公開的 用作超聲波馬達(dá)定子的振子作為螺釘旋動(dòng)裝置的裝置主體來(lái)使用，并 利用螺釘旋動(dòng)裝置旋動(dòng)螺釘時(shí)，通過(guò)使振子振動(dòng)而賦予與機(jī)械振動(dòng)相 同超聲波范圍頻率的規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)，從而，利用螺釘所旋合的螺紋牙和螺紋孔之間的摩擦力的引導(dǎo)限制，產(chǎn)生單方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，根 據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，發(fā)明出了用于相對(duì)于形成在任意構(gòu)造部件上的螺紋孔進(jìn) 行螺釘緊固或松開操作的螺絲刀。
另外，本申請(qǐng)的發(fā)明人，對(duì)于螺釘頭上沒(méi)有凹型刻印等的螺釘，
發(fā)明出了下述螺釘旋動(dòng)裝置裝置主體由例如上述非專利文獻(xiàn)1中公 開的用作超聲波馬達(dá)定子的振子構(gòu)成，使該裝置主體振動(dòng)，結(jié)果將該 裝置主體的振動(dòng)端面上產(chǎn)生的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直接傳遞給螺釘頭，由此 用來(lái)相對(duì)于任意構(gòu)造部件上形成的螺紋孔進(jìn)行螺釘?shù)木o固操作或松開操作。
進(jìn)而，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)明出了能夠得到對(duì)于進(jìn)行可靠的螺釘緊 固來(lái)說(shuō)足夠的緊固力的螺釘。
發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明所要達(dá)到的主要目的如下。
本發(fā)明的第1目的在于提供一種螺釘旋動(dòng)裝置，其在進(jìn)行螺釘緊 固操作時(shí)，從螺釘旋動(dòng)裝置對(duì)螺釘傳遞旋轉(zhuǎn)和基于超聲波振動(dòng)的規(guī)定 方向的機(jī)械振動(dòng)，由此，借助在螺釘?shù)穆菁y牙和螺紋孔之間作用的摩 擦力的引導(dǎo)限制，產(chǎn)生單方向的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，從而能夠大幅度減輕通過(guò) 外力直接作用于螺釘旋動(dòng)裝置上的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明的第2目的在于提供一種螺釘旋動(dòng)裝置，其在由振子構(gòu)成 的裝置主體上設(shè)置2種壓電元件組，所述2種壓電元件組激發(fā)彼此正 交的、俯仰方向和滾動(dòng)方向上的撓曲振動(dòng)，由此，對(duì)螺釘傳遞規(guī)定的 振動(dòng)，來(lái)產(chǎn)生規(guī)定的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，所述規(guī)定的振動(dòng)基于由螺釘旋動(dòng)裝置 激發(fā)的規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)。
更具體地說(shuō)，通過(guò)使層疊在由振子構(gòu)成的裝置主體上的俯仰方向 撓曲振動(dòng)壓電元件和滾動(dòng)方向撓曲振動(dòng)壓電元件激發(fā)彼此具有相位差
的撓曲振動(dòng)，而能控制成希望的螺釘旋轉(zhuǎn)方向或旋轉(zhuǎn)速度。例如，若 相位差為+ 90度，則能在正轉(zhuǎn)方向上以最大角速度旋轉(zhuǎn)，相反若相位 差為-90度，則能在反轉(zhuǎn)方向上以最大角速度旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的第3目的在于提供一種螺釘旋動(dòng)裝置及螺釘，其可對(duì)螺 釘頭上沒(méi)有緊固機(jī)構(gòu)的螺釘進(jìn)行緊固操作。
本發(fā)明的第4目的在于提供一種螺釘旋動(dòng)裝置及螺釘，其可防止 第三者進(jìn)行的松開操作。本發(fā)明的第5目的在于提供一種螺釘旋動(dòng)裝置及螺釘，其可自動(dòng) 修復(fù)隨時(shí)間變化產(chǎn)生的松動(dòng)。
本發(fā)明的第6目的在于提供一種螺釘旋動(dòng)裝置及螺釘，其能在不 損害螺釘接合部件的美觀的情況下，通過(guò)使螺釘頭的頂端面和壓電致 動(dòng)器的振動(dòng)端面可靠壓接而得到高的緊固轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明的第7目的在于提供一種螺釘，在螺釘緊固后，在此前一 直受到抑制的螺釘頭和墊圏之間釋放并作用推斥力，提高暫時(shí)緊固到 螺紋孔中后作用在與被緊固部件之間的按壓力，從而能夠充分利用墊 圏發(fā)揮的緊固力。
本發(fā)明的第8目的在于提供一種螺釘，其可通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生 推斥力，所述推斥力作為相對(duì)于形成有螺紋孔的被緊固部件的按壓力 而起作用。
本發(fā)明的第9目的在于提供一種螺釘，通過(guò)利用粘接劑作為推斥 力抑制機(jī)構(gòu)，可在將推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)壓縮的狀態(tài)下粘接硬化，另一方 面在螺釘緊固后容易剝離而可自如地釋放其推斥力。
本發(fā)明的其他目的根據(jù)說(shuō)明書、附圖、特別是權(quán)利要求書的各權(quán) 利要求的記載，自然會(huì)變得明了。
在本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置中，采用了下述特征方案，即，具備 裝置主體，設(shè)置有隨著規(guī)定交流電流的施加而產(chǎn)生規(guī)定的超聲波振動(dòng) 的壓電元件、和基于前述超聲波振動(dòng)激發(fā)機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)端面；振動(dòng) 傳遞機(jī)構(gòu)，在前述振動(dòng)端面上與前述裝置主體固定成一體，通過(guò)與前 述螺釘接觸而對(duì)該螺釘傳遞前述機(jī)械振動(dòng)。
更加詳細(xì)地說(shuō)，在解決該課題時(shí)，本發(fā)明通過(guò)采用下面列舉的上 位概念到下位概念所有的新的特征構(gòu)成方案，來(lái)達(dá)到上述目的。
即，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置用于相對(duì)于在任意被緊固部件上對(duì)應(yīng) 形成的螺紋孔，進(jìn)行螺釘?shù)木o固操作或松開操作，其特征在于，具備 裝置主體，設(shè)置有隨著規(guī)定交流電流的施加而產(chǎn)生規(guī)定的超聲波振動(dòng) 的壓電元件、和基于前述超聲波振動(dòng)激發(fā)機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)端面；振動(dòng) 傳遞機(jī)構(gòu)，在前述振動(dòng)端面上與前述裝置主體固定成一體，通過(guò)與前 述螺釘接觸而對(duì)該螺釘傳遞前述機(jī)械振動(dòng)。
另外，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)具有 凸型末端部，所述凸型末端部以能夠與形成在前述螺釘?shù)穆葆旑^上的凹型刻印嵌合的方式對(duì)應(yīng)形成，相對(duì)于與該凹型刻印嵌合而接觸的前 述螺釘，賦予由外力產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩并且傳遞前述裝置主體激發(fā)的規(guī) 定方向的前述才幾械振動(dòng)。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述壓電元件具有俯仰 方向撓曲振動(dòng)壓電元件、和滾動(dòng)方向撓曲振動(dòng)壓電元件這兩種前述壓
電元件組，在將前述螺釘?shù)男D(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)為xyz正交坐標(biāo)系的z 軸時(shí)，所述俯仰方向撓曲振動(dòng)壓電元件激發(fā)以y軸作為俯仰軸的俯仰 方向的撓曲振動(dòng)，所述滾動(dòng)方向撓曲振動(dòng)壓電元件激發(fā)以與該俯仰軸 正交的x軸作為滾動(dòng)軸的滾動(dòng)方向的撓曲振動(dòng)。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述裝置主體構(gòu)成為， 能夠施加規(guī)定的前述交流電壓，使得由前述俯仰方向撓曲振動(dòng)壓電元 件激發(fā)的前述俯仰方向的撓曲振動(dòng)、和由前述滾動(dòng)方向撓曲振動(dòng)壓電 元件激發(fā)的前述滾動(dòng)方向的撓曲振動(dòng)具有90度的相位差而分別振動(dòng)。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述裝置主體是蘭杰文 型振子。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述裝置主體具有作為 行波型超聲波馬達(dá)的定子的功能，通過(guò)前述交流電壓的施加而在前述 壓電元件上產(chǎn)生行波型彈性彎曲波，對(duì)前述凸型末端部傳遞基于該行 波型彈性彎曲波的規(guī)定方向的前述機(jī)械振動(dòng)。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)具有 摩擦件，所述摩擦件具有以能夠與形成在前述螺釘?shù)穆葆旑^上的頂端 面面接觸的方式對(duì)應(yīng)形成的螺釘接觸面，實(shí)現(xiàn)與前述頂端面的摩擦接 觸，從而將伴隨著前述超聲波振動(dòng)的前述機(jī)械振動(dòng)傳遞到前述螺釘上。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述裝置主體還具有預(yù) 壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，所述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)產(chǎn)生用于使前述螺釘頭的前述頂 端面始終壓接到前述摩擦件的螺釘接觸面上的預(yù)壓力。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)是 埋設(shè)在構(gòu)成前述裝置主體的前述振動(dòng)端面的末端振動(dòng)部件中的永久磁 體或者吸引管，所述永久磁體接合在前述摩擦件的里側(cè)表面上，朝向 使前述螺釘頭的前述頂端面壓接到前述螺釘接觸面上的方向，產(chǎn)生吸 引該螺釘頭的磁力，所述吸引管穿過(guò)前述裝置主體內(nèi)，使吸入口面對(duì) 將前述摩擦件形成為環(huán)狀的中央部，用于產(chǎn)生吸引前述螺釘頭的吸附力。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，在前述螺釘具有在向前 述螺紋孔旋合貫通的過(guò)程中使螺釘末端從前述被緊固部件的背面露出 的相對(duì)長(zhǎng)度、并且該螺釘末端具有由與前述螺釘頭的前述頂端面對(duì)應(yīng) 的平面要素形成的末端平坦面的情況下，前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)為虎鉗 機(jī)構(gòu)部件，該虎鉗機(jī)械部件以前述裝置主體的無(wú)振動(dòng)區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)而設(shè) 置，朝向使前述螺釘頭的前述頂端面壓接到前述摩擦件的前述螺釘接 觸面上的方向，產(chǎn)生對(duì)從前述被緊固部件的前述背面露出的狀態(tài)下的 前述螺釘末端的前述末端平坦面進(jìn)行對(duì)接按壓的機(jī)械力，該虎鉗機(jī)構(gòu)
部件具有預(yù)壓力傳遞軸，借助自身產(chǎn)生的前述機(jī)械力對(duì)接按壓前述 螺釘末端的前述末端平坦面，并且接合成，與從前述裝置主體經(jīng)由前
述摩擦件傳遞到該螺釘上的前述繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一體聯(lián)動(dòng)自如；滾珠軸
承，支承自如地鑲嵌并軸支承該預(yù)壓力傳遞軸。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，在前述螺釘具有在向前 述螺紋孔旋合貫通的過(guò)程中使螺釘末端從前述被緊固部件的背面露出 的相對(duì)長(zhǎng)度、并且該螺釘末端具有由與前述螺釘頭的前述頂端面對(duì)應(yīng)
的平面要素形成的末端平坦面的情況下，前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)具有 第2裝置主體，通過(guò)層疊多個(gè)壓電元件而構(gòu)成，隨著向這多個(gè)壓電元 件施加交流電壓而產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，所述超聲波振動(dòng)能使與其振動(dòng)端 面接觸的前述螺釘末端的前述末端平坦面進(jìn)行繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；平面圓 盤狀的第2摩擦件，固定在該第2裝置主體的前述振動(dòng)端面上，實(shí)現(xiàn) 與前述螺釘末端的前述末端平坦面的摩擦接觸，將伴隨著前述超聲波 振動(dòng)的前述繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到前述螺釘上；在前述第2裝置主體與 中間隔著前述螺釘和前述螺紋孔而相對(duì)置的前述裝置主體的位置關(guān)系 中，當(dāng)將前述第2裝置主體設(shè)置成，能夠朝向使前述螺釘頭的前述頂 端面壓接到前述摩擦件的前述螺釘接觸面上的方向、經(jīng)由前述第2摩 擦件對(duì)從前述被緊固部件的前述背面露出的狀態(tài)下的前述螺釘末端的 前述末端平坦面進(jìn)行對(duì)接按壓時(shí)，進(jìn)行軸心對(duì)合定位，使得從前述裝 置主體經(jīng)由前述摩擦件傳遞到該螺釘?shù)那笆隼@軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、和經(jīng)由前 述第2摩擦件傳遞到該螺釘?shù)那笆隼@軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為同軸旋轉(zhuǎn)。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述虎鉗機(jī)構(gòu)部件，取 代前述預(yù)壓力傳遞軸及前述滾珠軸承而具有第2裝置主體，通過(guò)層疊多個(gè)壓電元件而構(gòu)成，隨著向這多個(gè)壓電元件施加交流電壓而產(chǎn)生 超聲波振動(dòng)，所述超聲波振動(dòng)能使與其振動(dòng)端面接觸的前述螺釘末端
的前述末端平坦面進(jìn)行繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；平面圓盤狀的第2摩擦件，固 定在該笫2裝置主體的前述振動(dòng)端面上，實(shí)現(xiàn)與前述螺釘末端的前述 末端平坦面的摩擦接觸，將伴隨著前述超聲波振動(dòng)的前迷繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)傳遞到前述螺釘上；前述第2裝置主體，在通過(guò)前述虎鉗機(jī)構(gòu)部件 產(chǎn)生的前述機(jī)械力按壓前述螺釘末端的前述末端平坦面時(shí)，進(jìn)行軸心 對(duì)合定位，使得從前述裝置主體經(jīng)由前述摩擦件傳遞到該螺釘?shù)那笆?繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、和經(jīng)由前述第2摩擦件傳遞到該螺釘?shù)那笆隼@軸旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)為同軸旋轉(zhuǎn)。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，在前述裝置主體與前述 被緊固部件的位置關(guān)系中，前述裝置主體定位設(shè)置成，即使在前述螺 釘相對(duì)于前述螺紋孔的前述緊固操作完成后，也能自如地保持前述摩 擦件的前述螺釘接觸面與前述螺釘頭的前述頂端面恒久接觸的狀態(tài)。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述裝置主體還具有激 光測(cè)距裝置，所述激光測(cè)距裝置借助激光光線定期對(duì)設(shè)定于自身的測(cè) 距基準(zhǔn)點(diǎn)和前述被緊固部件之間的距離進(jìn)行測(cè)定，該激光測(cè)距裝置， 在測(cè)定的前述距離超過(guò)規(guī)定值而檢測(cè)出前述螺釘?shù)乃蓜?dòng)時(shí)，自動(dòng)對(duì)對(duì) 應(yīng)的前述多個(gè)壓電元件發(fā)出指示，控制前述交流電壓的施加，所述交 流電壓用于產(chǎn)生進(jìn)行該螺釘?shù)那笆鼍o固操作的超聲波振動(dòng)。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述裝置主體具有中孔 而呈圓筒狀， 一體層疊有具有中孔而呈環(huán)狀的多個(gè)壓電元件、和在這 多個(gè)壓電元件激發(fā)的振動(dòng)的無(wú)振動(dòng) 區(qū)域中比該壓電元件更向外周突出
有鍔部并貫通設(shè)置有用于將其位置固定的中孔的突緣部件，隨著向這 多個(gè)壓電元件施加交流電壓而產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，所述超聲波振動(dòng)能將 繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞并賦予與裝置主體的振動(dòng)端面接觸的前述螺釘頭的 前述頂端面，前述振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)具有摩擦件，所述摩擦件具有以能夠與 形成在前述螺釘?shù)穆葆旑^上的頂端面面接觸的方式對(duì)應(yīng)形成的螺釘接 觸面，實(shí)現(xiàn)與前述頂端面的摩擦接觸，從而將伴隨著前述超聲波振動(dòng) 的前述機(jī)械振動(dòng)傳遞到前述螺釘上，并且具有螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部， 與插通在前述裝置主體的前述中孔內(nèi)的金屬絲的末端連接，能夠與前 述螺釘?shù)那笆鲰敹嗣嫔贤怀鲈O(shè)置的螺釘側(cè)鉤掛部相互桂接；預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生用于經(jīng)由前述金屬絲拉伸該螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部、而使前 述裝置主體的前述振動(dòng)端面和前述螺釘頭的前述頂端面始終壓接的預(yù)
壓力；預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件，處于前述裝置主體的前述振動(dòng)端面相 反端的后端面的更后方附近，與突緣部件相對(duì)置，并且安裝該預(yù)壓力 產(chǎn)生4幾構(gòu)。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固 定件將空轉(zhuǎn)自如地支承在設(shè)于中央的軸承上的銷軸的端部、和伴隨經(jīng) 由前述螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部傳遞來(lái)的前述螺釘?shù)那笆隼@軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而 旋轉(zhuǎn)的前述金屬絲的端部。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)是 壓縮彈性體組，所述壓縮彈性體組，在前述突緣部件的鍔部對(duì)稱部位、 和與該锝部對(duì)置的前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件部位之間，以將前述裝
置主體置于中間的方式平行架設(shè)，通過(guò)向該突緣部件和該預(yù)壓力產(chǎn)生 機(jī)構(gòu)固定件施加壓縮彈力，而使前述螺釘頭的前述頂端面和前述裝置 主體的前述振動(dòng)端面始終壓接。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述螺釘旋動(dòng)裝置具有 框架型彈性體固定件，所述框架型彈性體固定件兩端固定在前述突緣 部件的前述鍔部的相反兩端上，在至少使前述振動(dòng)端面露出外部的狀 態(tài)下將前述裝置主體與前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件一起包圍在內(nèi)部， 前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)為拉伸彈性體組，所述拉伸彈性體組在前述預(yù)壓 力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件、和與該預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件的對(duì)稱部位對(duì)置的 該彈性體固定件部位之間平行架設(shè)，通過(guò)向該彈性體固定件和該預(yù)壓 力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件施加拉伸彈力，而經(jīng)由前述金屬絲使前述螺釘頭的 前述頂端面和前述裝置主體的前述振動(dòng)端面壓接。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)為 拉伸彈性體，所述拉伸彈性體架設(shè)在前述金屬絲和前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī) 構(gòu)固定件之間，通過(guò)對(duì)該金屬絲和該預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件施加拉伸 彈力，而使前述螺釘頭的前述頂端面和前述裝置主體的前述振動(dòng)端面 壓接。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述螺釘旋動(dòng)裝置在前 述突緣部件的前述锝部、和與該鍔部對(duì)置的前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定 件部位之間具有止動(dòng)器，該止動(dòng)器的一端經(jīng)由鉸鏈開閉自如地鉸接，另一端爪部相對(duì)于所面對(duì)的該預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件外緣卡合/脫離
自如，能夠如下進(jìn)行調(diào)整在使從前述振動(dòng)端面的中孔突出的前述螺 釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部相對(duì)于該卡止?fàn)顟B(tài)下的前述螺釘側(cè)鉤掛部脫離時(shí)， 通過(guò)克服由前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的前述預(yù)壓力、將前述突緣部件
隔，而使前述裝置主體的前述振動(dòng)端面和前述螺釘頭的前述頂端面離 開，解除對(duì)該裝置主體的該振動(dòng)端面和該螺釘頭的該頂端面施加的前 述預(yù)壓力；另一方面，前述另一端爪部的卡止解除時(shí)，作用前述預(yù)壓 力，使前述間隔擴(kuò)大到前述規(guī)定間隔以上，由此使該裝置主體的該振 動(dòng)端面和該螺釘頭的該頂端面接觸，在該裝置主體的該振動(dòng)端面和該 螺釘頭的該頂端面上產(chǎn)生前述預(yù)壓力。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述螺釘旋動(dòng)裝置具有 虎鉗機(jī)構(gòu)部件，所述虎鉗機(jī)構(gòu)部件夾設(shè)在前述突緣部件的前述锝部對(duì) 稱部位、和與該锝部對(duì)置的前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件部位之間，進(jìn) 行對(duì)接推壓而使彼此遠(yuǎn)離/接近自如，通過(guò)克服前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)產(chǎn) 生的前述預(yù)壓力、產(chǎn)生可將該突緣部件的該锝部和該預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu) 固定件調(diào)整成任意間隔的機(jī)械力，而能夠調(diào)整成，在該裝置主體的該 振動(dòng)端面和該螺釘頭的該頂端面上產(chǎn)生希望大小的前述預(yù)壓力。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固 定件為3字型框架形體，兩端固定在前述突緣部件的前述鍔部對(duì)稱部 位上，至少將前述裝置主體的后部包圍在內(nèi)部，前述預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu) 為直動(dòng)致動(dòng)器，所述直動(dòng)致動(dòng)器設(shè)置在前述裝置主體的前述后端面更 后方的、該裝置主體的前述中孔圓筒延長(zhǎng)線上的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定 件上，在前述金屬絲上產(chǎn)生直線方向的規(guī)定張力。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置特征在于，前述裝置主體具有磁體， 所述磁體埋設(shè)在構(gòu)成該裝置主體的前述振動(dòng)端面的末端振動(dòng)部件中， 朝向使前述螺釘頭的前述頂端面壓接到前述振動(dòng)端面上的方向產(chǎn)生吸 引該螺釘頭的磁力。
另一方面，本發(fā)明的螺釘是與上述本申請(qǐng)發(fā)明所述的螺釘旋動(dòng)裝 置對(duì)應(yīng)的螺釘，其特征在于，螺釘頭的頂端面具有平坦面，所述平坦 面由與前述螺釘旋動(dòng)裝置的摩擦件對(duì)應(yīng)的、沒(méi)有+ 、-刻印的圓形平 坦要素構(gòu)成，并且，該螺釘頭的頂部周側(cè)部具有僅由圓形曲面要素構(gòu)成的周側(cè)部曲面。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘是與上述本申請(qǐng)發(fā)明所述的螺釘旋動(dòng)裝置對(duì) 應(yīng)的螺釘，其特征在于，螺釘頭的頂端面形成為沒(méi)有與前述螺釘旋動(dòng) 裝置的末端對(duì)應(yīng)嵌合的凹型刻印的圓形平坦面，并且，在該圓形平坦 面上，突出設(shè)置有能夠與螺釘旋動(dòng)裝置所具備的螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部 相互掛接的螺釘側(cè)鉤桂部。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘特征在于，前述螺釘側(cè)鉤掛部能夠在前述螺 釘旋合后切斷，使得前述螺釘頭的前述頂端面成為前述圓形平坦面。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘是與技術(shù)方案1所述的螺釘旋動(dòng)裝置對(duì)應(yīng)的 螺釘，突出豎立在螺釘頭的接合面中央的帶螺紋牙的軸被旋入被緊固 部件上對(duì)應(yīng)形成的螺紋孔中，暫時(shí)緊固到該螺紋孔中后，提高前述螺 釘頭的前述接合面和前述被緊固部件之間作用的按壓力而增強(qiáng)緊固
力，其特征在于，具備墊圈，插通在前述帶螺紋牙的軸上，在該螺 釘緊固到前述被緊固部件上時(shí)與前述螺紋孔的周緣接觸，發(fā)揮該螺釘 的前述緊固力；推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，作用將前述螺釘頭和該墊圍之間的 間隔擴(kuò)開的推斥力，提高該墊圈向前述被緊固部件的按壓力。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘特征在于，前述螺釘還具有推斥力抑制機(jī)構(gòu)， 所述推斥力抑制機(jī)構(gòu)預(yù)先逆著前述推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的前述推斥力而強(qiáng) 制賦予接近力，在將該推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)壓縮的狀態(tài)下以規(guī)定間隔固定 前述螺釘頭的前述接合面和相對(duì)置的前述墊圈端面，另一方面，在向 前述螺紋孔緊固后解除了該接近力的施加時(shí)，能夠釋放該推斥力產(chǎn)生 才幾構(gòu)的該推斥力。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘特征在于，前述推斥力抑制機(jī)構(gòu)為粘接劑， 在將前述推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)壓縮到前述螺釘頭的前述接合面和相對(duì)置的 前述墊圈端面接近至規(guī)定間隔的狀態(tài)下，所述粘接劑將前述螺釘頭的 前述接合面和相對(duì)置的前述墊圏端面粘接固定并硬化，另一方面，在 實(shí)施了規(guī)定處理時(shí)，能夠解除粘接固定而釋放前述推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的 前述推斥力。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘特征在于，前述帶螺紋牙的軸，在為了解除 前述推斥力抑制機(jī)構(gòu)的前述接近力的施加而使用規(guī)定的解除物質(zhì)時(shí)， 在靠近前述螺紋牙的頸部位置上環(huán)狀突出地設(shè)置有浸液防止機(jī)構(gòu)，該 浸液防止機(jī)構(gòu)密閉該帶螺紋牙的軸和該螺紋孔之間的間隙，防止該解除物質(zhì)向前述螺紋孔浸入。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘特征在于，前述推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)具有壓縮螺 旋彈簧，所述壓縮螺旋彈簧由彈性部件構(gòu)成，以前述帶螺紋牙的軸的 頸部端部為中心螺旋狀巻繞，夾設(shè)在前述螺釘頭的前述接合面和相對(duì) 置的前述墊圈端面之間。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘特征在于，前述墊圈和前述推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu) 由彈簧墊圈一體形成。
進(jìn)而，本發(fā)明的螺釘特征在于，前述螺釘頭的頂端面形成為沒(méi)有 與前述螺釘旋動(dòng)裝置的前述振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)嵌合的凹型刻印的平坦 面。
根據(jù)本發(fā)明，將通過(guò)外力直接施加給螺釘旋動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩賦 予螺釘，并且對(duì)螺釘傳遞規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)，由此，除通過(guò)該外力 直接施加給螺釘旋動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩外，可另外借助在旋合的螺紋牙 和螺紋孔的接觸面上作用的摩擦力的引導(dǎo)限制，基于從螺釘旋動(dòng)裝置 傳遞的規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)，產(chǎn)生單方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，與以往比較可大 幅減輕通過(guò)外力直接作用于螺釘旋動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，能緩和螺釘緊 固時(shí)的勞力或電力負(fù)荷等負(fù)擔(dān)，可提高由螺釘?shù)玫降木o固力。
此外，在裝置主體的壓電元件中，采用相對(duì)于螺釘?shù)男敕较蚣?發(fā)俯仰方向的撓曲振動(dòng)的俯仰方向撓曲振動(dòng)壓電元件、和激發(fā)滾動(dòng)方 向的撓曲振動(dòng)的滾動(dòng)方向撓曲振動(dòng)壓電元件，由此，可在該裝置主體
的振動(dòng)端面上組合激發(fā)至少2個(gè)方向的撓曲振動(dòng)，而在螺釘上產(chǎn)生旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。更具體地說(shuō)，通過(guò)激發(fā)使由振子構(gòu)成的裝置主體上層疊的俯
差的i曲振動(dòng):可將螺釘控命i成希i的旋轉(zhuǎn)方向或旋轉(zhuǎn)速度。、例如，—
若相位差為+90度，則在正轉(zhuǎn)方向上能以最大角速度旋轉(zhuǎn)，此外，相 反若相位差為-90度，則反轉(zhuǎn)方向上能以最大角速度旋轉(zhuǎn)。
進(jìn)而，通過(guò)在裝置主體上采用蘭杰文型振子，能以高輸出使凸型 末端部進(jìn)行規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)，
另一方面，也可以使裝置主體起到與行波型超聲波馬達(dá)的定子同 等的功能，即能夠使搭載的壓電元件產(chǎn)生行波型彈性彎曲波。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)利用裝置主體產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)，能以 高轉(zhuǎn)矩可靠地進(jìn)行螺釘頭上沒(méi)有緊固機(jī)構(gòu)的螺釘?shù)木o固操作，相應(yīng)地，例如，能大幅提高通過(guò)螺釘接合構(gòu)成外裝構(gòu)造部件的機(jī)械產(chǎn)品等的表 面的美觀。
進(jìn)而，能防止第三者進(jìn)行螺釘松動(dòng)操作，并且能自動(dòng)修復(fù)伴隨著 時(shí)間變化產(chǎn)生的螺釘松動(dòng)。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，可賦予用于使螺釘頭的頂端面和裝置主體的 振動(dòng)端面可靠壓接的足夠強(qiáng)的力，對(duì)螺釘頭上沒(méi)有凹型刻印的螺釘作 用較強(qiáng)的緊固轉(zhuǎn)矩來(lái)進(jìn)行緊固，所以能夠利用螺釘頭形成為圓形平坦 面的螺釘，可靠地相對(duì)于螺釘接合部件進(jìn)行螺釘緊固操作。
進(jìn)而，還可以通過(guò)在螺釘緊固后用鉗子切除螺釘側(cè)鉤掛部，或用 銼刀等清除螺釘側(cè)鉤掛部的痕跡，來(lái)僅用平面要素形成螺釘頭的頂端 面，可以大幅提高由螺釘接合構(gòu)成的機(jī)械產(chǎn)品等的表面的美觀，進(jìn)而， 可防止暫時(shí)緊固后的螺釘容易由第三者的手松開的問(wèn)題。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在螺釘緊固后在螺釘頭和墊圏之間將此 前受到抑制的推斥力釋放而使其作用，能夠充分按壓螺紋孔周緣，即 使在不能借助足夠的緊固力緊固的情況下，也可利用以往僅在與螺紋 孔周緣接觸后通過(guò)足夠的緊固力緊固時(shí)才能增強(qiáng)緊固力的墊圈等的作 用，來(lái)進(jìn)行可靠的緊固。另外，發(fā)揮該推斥力的推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)可由 壓縮螺旋彈簧或彈簧墊圈等簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，進(jìn)而，可構(gòu)成為，能夠 在螺釘緊固前后自如地抑制、釋放該推斥力。另外，即使在為釋放推 斥力而使用溫水等規(guī)定解除物質(zhì)時(shí)，也能防止其向螺紋孔內(nèi)部浸入。
因此，本發(fā)明并不限于螺釘頂端面上具有與螺絲刀等的末端對(duì)應(yīng) 的凹型刻印的螺釘，在頂部沒(méi)有刻印的平坦面的螺釘中使用本發(fā)明時(shí)， 可以用比目前水平更高的足夠的緊固力可靠地緊固外觀良好、并能防 止第三者人為破壞的螺釘。
圖l是概略表示本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置的基本結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖2是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的主要部分結(jié)構(gòu) 及其使用狀態(tài)的圖，是透過(guò)形成于螺釘頭的規(guī)定的凹型刻印進(jìn)行表示 的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖3是表示使圖2所示螺釘旋動(dòng)裝置向圖2中的螺釘旋入方向接 近而使螺釘旋動(dòng)裝置和螺釘接觸的狀態(tài)的圖，是透過(guò)凸型末端部和凹 型刻印進(jìn)行表示的局部剖面?zhèn)纫晥D。圖4A是作為緊固本發(fā)明第3實(shí)施方式的螺釘?shù)谋痪o固部件的一例
的構(gòu)造部件的剖視圖。
圖4B是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的螺釘?shù)恼w形狀的側(cè)視圖。 圖4C是表示圖4B所示螺釘?shù)穆葆旑^的頂端面形態(tài)的主視圖。 圖5是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第l例的圖，
是表示其主要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖6是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第2例的圖，
是表示其主要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖7是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第3例的圖，
是表示其主要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖8是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第4例的圖，
是表示其主要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖9是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第5例的圖，
是表示其主要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖IO是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第6例的圖，
是表示其主要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖IIA是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的螺釘?shù)恼w形狀的側(cè)視圖。 圖IIB是表示圖IIA所示螺釘?shù)穆葆旑^的頂端面形態(tài)的主視圖。 圖IIC是作為緊固圖11A所示螺釘?shù)谋痪o固部件的一例的構(gòu)造部
件的剖視圖。
圖12是表示本發(fā)明笫4實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第1例的圖， 是表示其主要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖13是用于說(shuō)明圖12所示螺釘旋動(dòng)裝置的預(yù)壓力產(chǎn)生的圖。
圖14是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第2例的圖， 是表示其主要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖15是用于說(shuō)明圖14所示螺釘旋動(dòng)裝置的預(yù)壓力產(chǎn)生的圖。
圖16是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第3例的圖， 是表示其主要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖17是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第4例的圖， 是表示其主要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖18A是表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的螺釘?shù)牡?例的概略結(jié)構(gòu)的 圖，是表示螺釘?shù)木o固力增強(qiáng)前的局部剖面?zhèn)纫晥D。圖18B是表示圖18A所示螺釘?shù)氖褂脿顟B(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖18C是表示圖18A及圖18B所示螺釘?shù)穆葆旑^的頂端面的主視圖。
圖19A是表示圖18A所示螺釘?shù)木o固力增強(qiáng)后的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖19B是表示圖19A所示螺釘?shù)氖褂脿顟B(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖20A是表示在本發(fā)明第5實(shí)施方式的螺釘?shù)牡?例中使用的彈
簧墊圈的概略結(jié)構(gòu)的圖，是透視彈簧墊圈的一部分而進(jìn)行表示的主視圖。
圖20B是透視圖20A所示彈簧墊圈的一部分而進(jìn)行表示的側(cè)視圖。 圖20C是表示采用了圖20A及圖20B所示彈簧墊圈的螺釘?shù)母怕?結(jié)構(gòu)的圖，是表示螺釘?shù)木o固力增強(qiáng)前的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖20D是表示圖20C所示螺釘?shù)木o固力增強(qiáng)后的局部剖視圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明
oc 、 oc2、 a 3、 oc4、 ot5、 oc6、 oc7、 a8、 cxll、 otl2、 cxl3、 otl4 螺釘旋動(dòng)裝置
Pl、 P2、 P3、 P4、 P5 螺釘 1裝置主體 la振動(dòng)端面 2振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)
3俯仰方向撓曲振動(dòng)壓電元件(壓電元件)
4滾動(dòng)方向撓曲振動(dòng)壓電元件(壓電元件)
8突緣部件
10裝置主體
10a振動(dòng)端面
10b后端面
10h中孔
13、 14壓電元件
18突緣部件
18a鍔部
21凸型末端部(振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)) 22摩擦件(振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)) 22a螺釘接觸面2 3摩擦件(振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu))
23a螺釘接觸面
30永久磁體
40虎鉗機(jī)構(gòu)部件
41預(yù)壓力傳遞軸
42滾珠軸承
43調(diào)整螺釘
44把手
50第2裝置主體
51壓電元件
52末端振動(dòng)部件
52a振動(dòng)端面
53后端振動(dòng)部件
54中央部振動(dòng)部件
55突緣部件
60第2摩擦件
60a螺釘接觸面
70激光測(cè)距裝置
81螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部
82壓縮彈性體組
83預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件
84壓電元件
85突緣部件
86金屬絲
87軸承
87a銷軸
88止動(dòng)器
88a爪部
89鉸鏈
91彈性體固定件 92拉伸彈性體組 93拉伸彈性體94虎鉗機(jī)構(gòu)部件 95磁體 96直動(dòng)致動(dòng)器 101帶陽(yáng)螺紋的軸 102螺釘頭 103凹型刻印 111帶陽(yáng)螺紋的軸 112螺釘頸部 113螺釘頭
113a頂端平坦面(頂端面)
113b錐形外周面
114螺釘末端
114a末端平坦面
125螺釘側(cè)鉤掛部
141螺釘頭
141a接合面
141b頂端面
142帶螺紋牙的軸
142a頸部
143墊圏(平墊圈)
144推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)(壓縮螺旋彈簧)
145推斥力抑制機(jī)構(gòu)(粘接劑)
146浸液防止機(jī)構(gòu)(防水密封件)
147彈簧墊圈
201構(gòu)造部件
202螺紋孔
205、 205a、 205b構(gòu)造部件(被緊固部件) 206螺紋孔 207陰螺紋 208沉孔 209背面開口
220構(gòu)造部件(被緊固部件)A、 B旋轉(zhuǎn)方向 LB 激光光線
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置及螺釘?shù)膶?shí)施方式進(jìn) 行說(shuō)明。
首先，作為第1實(shí)施方式，使用圖1對(duì)本發(fā)明的螺釘旋動(dòng)裝置的 基本方案進(jìn)行說(shuō)明。該螺釘旋動(dòng)裝置a，用來(lái)相對(duì)于任意被緊固部件 上對(duì)應(yīng)形成的螺紋孔，進(jìn)行螺釘?shù)木o固操作或松開操作，具有裝置主 體l、和與該裝置主體1 一體固定并與螺釘接觸的振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)2。
裝置主體1是將相對(duì)于兩個(gè)彼此正交的方向產(chǎn)生撓曲振動(dòng)的多個(gè) 壓電元件3、 4、末端振動(dòng)部件5及后端振動(dòng)部件6、兩個(gè)中央部振動(dòng) 部件7、 7、和突緣部件8層疊，并用螺栓(未圖示)將它們緊固而構(gòu) 成的。
多個(gè)壓電元件3、 4...被從交流電源(未圖示)施加規(guī)定的交流電 壓，隨之產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，該超聲波振動(dòng)能使與末端振動(dòng)部件5的振 動(dòng)端面la接觸的任意物體(即、螺釘(圖1中未圖示))進(jìn)行繞軸旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
即，裝置主體l構(gòu)成為，層疊多個(gè)壓電元件3、 4，所述壓電元件 伴隨著規(guī)定交流電壓的施加而產(chǎn)生由超聲波馬達(dá)的定子賦予轉(zhuǎn)子的超 聲波范圍頻率的超聲波振動(dòng)，基于由這些壓電元件3、 4產(chǎn)生的超聲波 振動(dòng)，在其振動(dòng)端面la上激發(fā)規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)。即，裝置主體1 起到用于對(duì)螺釘傳遞機(jī)械振動(dòng)的、作為振子的功能。
這些壓電元件3、 4可以構(gòu)成為，具有俯仰方向撓曲振動(dòng)壓電元件 3、和滾動(dòng)方向撓曲振動(dòng)壓電元件4這兩種壓電元件組3、 4，在將螺釘 旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)為xyz正交坐標(biāo)系的z軸時(shí)，所述俯仰方向撓曲 振動(dòng)壓電元件3激發(fā)以y軸作為俯仰軸的俯仰方向的撓曲振動(dòng)，所述 滾動(dòng)方向撓曲振動(dòng)壓電元件4激發(fā)以與該俯仰方向正交的x軸作為滾 動(dòng)軸的滾動(dòng)方向的撓曲振動(dòng)。
由此，螺釘旋動(dòng)裝置ot可對(duì)螺釘傳遞俯仰方向的撓曲振動(dòng)和滾動(dòng) 方向的撓曲振動(dòng)這2個(gè)方向的撓曲振動(dòng)，螺釘旋動(dòng)裝置a如超聲波馬 達(dá)的定子那樣對(duì)螺釘傳遞這2個(gè)方向的撓曲振動(dòng)，由此，螺釘產(chǎn)生由在帶陽(yáng)螺紋的軸101和螺紋孔202的接觸面上作用的摩擦力引導(dǎo)限制 的規(guī)定旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
進(jìn)而，裝置主體1構(gòu)成為，可施加規(guī)定的交流電壓，使得由俯仰 方向撓曲振動(dòng)壓電元件3激發(fā)的俯仰方向的撓曲振動(dòng)、和由滾動(dòng)方向 撓曲振動(dòng)壓電元件4激發(fā)的滾動(dòng)方向的撓曲振動(dòng)以具有90度相位差的 方式分別振動(dòng)，由此，可基于從螺釘旋動(dòng)裝置oc傳遞的規(guī)定方向的機(jī) 械振動(dòng)進(jìn)行控制，使得螺釘上引導(dǎo)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樾枰?的旋轉(zhuǎn)方向。
另外，裝置主體1優(yōu)選作成可激發(fā)高輸出的機(jī)械振動(dòng)的、例如被 螺栓緊固的蘭杰文型振子。
另一方面，在裝置主體1中也可以采用下述結(jié)構(gòu)，即，通過(guò)交流 電壓的施加而在壓電元件3、 4上產(chǎn)生行波型彈性彎曲波，對(duì)振動(dòng)傳遞 機(jī)構(gòu)2傳遞基于該行波型彈性彎曲波的規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)，從而使 其具有良好的耐磨損性。在這種情況下，裝置主體1起到與行波型超 聲波馬達(dá)的定子相同的作用。
不管采用哪種結(jié)構(gòu)，都可設(shè)計(jì)成，能夠通過(guò)交流電壓的施加，對(duì) 螺釘上產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩方向向正反兩方向切換控制。
另外，夾設(shè)在2個(gè)中央部振動(dòng)部件7、 7中間的突緣部件8成為超 聲波振動(dòng)的波節(jié)，構(gòu)成無(wú)振動(dòng)區(qū)域。例如，也可如下述那樣構(gòu)成，即， 在壓電元件3、 4激發(fā)的振動(dòng)的波節(jié)等振動(dòng)影響較小的位置上，與壓電 元件3、 4一體地夾設(shè)突緣部件8，例如作成中空懸架，以使得裝置主 體1的振動(dòng)不會(huì)傳遞到螺釘以外。
振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)2在振動(dòng)端面la上與前述裝置主體固定成一體，通 過(guò)與前述螺釘接觸而對(duì)該螺釘傳遞機(jī)械振動(dòng)。作為該振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)2， 如后所述，根據(jù)所要緊固的螺釘?shù)男螒B(tài)而采用各種形態(tài)。
通過(guò)使用這樣的螺釘旋動(dòng)裝置oc ，即使在螺釘?shù)男胄枰浅４?體力的情況下，作業(yè)者等直接對(duì)螺釘旋動(dòng)裝置oc作用的外力也只需非 常小的程度即可。由此，不需要較大的電力等負(fù)荷等，便可容易地緊 固或松開螺釘，在被緊固部件較硬或需要較大的緊固力等時(shí)也比較理 想。
接著，作為本發(fā)明的第2實(shí)施方式，使用圖2及圖3，對(duì)上述實(shí)施方式中所述的螺釘旋動(dòng)裝置的應(yīng)用例進(jìn)行說(shuō)明。
該螺釘旋動(dòng)裝置a 2是具有與螺釘頭上刻印的凹型刻印嵌合的凸 型末端部21作為上述振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)2的例子。
另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)與上述實(shí)施方式的構(gòu)成要素通用的構(gòu) 成要素標(biāo)注同一附圖標(biāo)記，并省略其詳細(xì)說(shuō)明。
圖2是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的主要部分結(jié)構(gòu) 及其使用狀態(tài)的圖，是透過(guò)形成于螺釘頭上的規(guī)定的凹型刻印而進(jìn)行 表示的局部剖面?zhèn)纫晥D。
如該圖所示，本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置ct2，在相對(duì)于形成在任 意被緊固部件上的螺紋孔等進(jìn)行在螺釘頭上具有凹型刻印的螺釘P 1 的緊固操作時(shí)，借助用于緊固或松開螺釘P 1的外力而直接對(duì)螺釘旋動(dòng) 裝置oc2施加螺釘P 1的一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并且傳遞基于超聲 波振動(dòng)的規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)，具有裝置主體1和凸型末端部(振動(dòng) 傳遞機(jī)構(gòu))21。
在此，裝置主體1構(gòu)成為，層疊伴隨著規(guī)定交流電壓的施加而產(chǎn) 生超聲波范圍頻率的超聲波振動(dòng)的多個(gè)壓電元件3、 4，基于由這些壓 電元件3、 4產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)，在其振動(dòng)端面la上激發(fā)規(guī)定方向的 機(jī)械振動(dòng)。
另一方面，凸型末端部21構(gòu)成為，以能夠與螺釘P 1的凹型刻印 103嵌合的方式對(duì)應(yīng)形成，并在裝置主體1的振動(dòng)端面la上與裝置主 體l固定成一體，對(duì)與凹型刻印103嵌合而接觸的螺釘P1傳遞裝置主 體1激發(fā)的規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)。
該壓電元件3、 4可以構(gòu)成為，具有俯仰方向撓曲振動(dòng)壓電元件3、 和滾動(dòng)方向撓曲振動(dòng)壓電元件4這兩種壓電元件組3、 4，在將螺釘P 1 旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)為xyz正交坐標(biāo)系的z軸時(shí)，所述俯仰方向撓曲 振動(dòng)壓電元件3激發(fā)以y軸作為俯仰軸的俯仰方向的撓曲振動(dòng)，所述 滾動(dòng)方向撓曲振動(dòng)壓電元件4激發(fā)以與該俯仰方向正交的x軸作為滾 動(dòng)軸的滾動(dòng)方向的撓曲振動(dòng)。
由此，螺釘旋動(dòng)裝置oc2可對(duì)螺釘pi傳遞俯仰方向的撓曲振動(dòng)和 滾動(dòng)方向的撓曲振動(dòng)這2個(gè)方向的撓曲振動(dòng)，螺釘旋動(dòng)裝置ot 2如超聲 波馬達(dá)的定子那樣對(duì)螺釘P1傳遞這2個(gè)方向的撓曲振動(dòng)，由此，螺釘 P 1產(chǎn)生由作用在帶陽(yáng)螺紋的軸101和螺紋孔202的接觸面上的摩擦力引導(dǎo)限制的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。另外，此時(shí)的螺釘P1相對(duì)于起到超聲波
馬達(dá)的定子功能的螺釘旋動(dòng)裝置ot2，可看作是超聲波馬達(dá)的轉(zhuǎn)子。
進(jìn)而，裝置主體1構(gòu)成為，可施加規(guī)定的交流電壓，使得由俯仰 方向撓曲振動(dòng)壓電元件3激發(fā)的俯仰方向的撓曲振動(dòng)、和由滾動(dòng)方向 撓曲振動(dòng)壓電元件4激發(fā)的滾動(dòng)方向的撓曲振動(dòng)以具有90度相位差的 方式分別振動(dòng)，由此，可基于從螺釘旋動(dòng)裝置oc傳遞的規(guī)定方向的機(jī) 械振動(dòng)進(jìn)行控制，使得由螺釘引導(dǎo)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樾枰?的旋轉(zhuǎn)方向。
另外，裝置主體1優(yōu)選作成可激發(fā)高輸出的機(jī)械振動(dòng)的、例如被 螺栓緊固的蘭杰文型振子。
另一方面，在裝置主體1中也可以采用下述結(jié)構(gòu)，即，通過(guò)交流 電壓的施加而在壓電元件3、 4上產(chǎn)生行波型彈性彎曲波，對(duì)凸型末端 部21傳遞基于該行波型彈性彎曲波的規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)，從而使其 具有良好的耐磨損性。在這種情況下，裝置主體1起到與行波型超聲 波馬達(dá)的定子相同的作用。
不管采用哪種結(jié)構(gòu)，都可設(shè)計(jì)成，能夠通過(guò)交流電壓的施加，對(duì) 螺釘上產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩方向向正反兩方向切換控制。
另外，裝置主體1例如也可如下述那樣構(gòu)成，即，在壓電元件3、 4激發(fā)的振動(dòng)的波節(jié)等振動(dòng)影響較小的位置上，與壓電元件3、 4一體 地夾設(shè)突緣部件8，例如作成中空懸架，以使得裝置主體1的振動(dòng)不會(huì) 傳遞到螺釘以外。
由此，在用實(shí)施螺釘緊固操作的作業(yè)者的手或另外設(shè)置的裝置等 把持該突緣部件8，對(duì)凸型末端部21和螺釘P 1的凹型刻印103進(jìn)行 所需要程度的推壓而使其嵌合后，通過(guò)作業(yè)者等直接對(duì)螺釘旋動(dòng)裝置 cc2施加的外力，可對(duì)螺釘P l作用需要的旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩，而對(duì)螺釘 P1賦予由該外力產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
接著，圖3是表示使圖2所示螺釘旋動(dòng)裝置oc 2向螺釘P 1的旋入 方向接近而使螺釘旋動(dòng)裝置oc 2和螺釘P 1嵌合接觸的狀態(tài)的圖，透過(guò) 凸型末端部21和凹型刻紋103進(jìn)行表示。另外，圖2到圖3的變化， 說(shuō)明了螺釘P1的緊固，但是并不限于此，也可用于螺釘旋動(dòng)裝置oc2 對(duì)應(yīng)于螺釘P 1的需要的旋轉(zhuǎn)方向A或B而松開螺釘P 1的情況。
如該圖所示，螺釘旋動(dòng)裝置oc2構(gòu)成為，在螺釘旋動(dòng)裝置oc2的凸型末端部21和螺釘p 1的凹型刻印12嵌合接觸時(shí)，可向螺釘P 1傳遞 由裝置主體1激發(fā)的規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)，此時(shí)，螺釘P1在帶陽(yáng)螺紋 的軸101的與螺紋孔202旋合接觸的面上，作用基于傳遞的規(guī)定方向 的機(jī)械振動(dòng)而引導(dǎo)限制的摩擦力，因該摩擦力而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
因此，在螺釘旋動(dòng)裝置a2由外力將凸型末端部21推壓到螺釘P 1 的凹型刻印103上、并朝需要的方向A或B旋轉(zhuǎn)時(shí)，作用到螺釘P1上 的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為，由作業(yè)者等經(jīng)由突緣部件8直接施加到螺釘旋動(dòng)裝置 cx 2上的外力產(chǎn)生的A或B方向的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、和被傳遞以螺釘旋動(dòng)裝置 oc2所激發(fā)的規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)而由螺釘P 1的帶陽(yáng)螺紋的軸101引 導(dǎo)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
由此，在構(gòu)成為螺釘旋動(dòng)裝置ct2對(duì)螺釘P l賦予由外力產(chǎn)生的旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩并且傳遞規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)時(shí)，與不對(duì)螺釘P 1傳遞來(lái)自螺釘 旋動(dòng)裝置ot2的機(jī)械振動(dòng)時(shí)比較，即使作業(yè)者等借助外力直接作用于螺 釘旋動(dòng)裝置ot 2上的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩較小，螺釘P 1也會(huì)基于傳遞的規(guī)定方向 的機(jī)械振動(dòng)自然產(chǎn)生被引導(dǎo)限制的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，從而容易旋入，并能得 到足夠的緊固力。
在此，在螺釘旋動(dòng)裝置oc2如下構(gòu)成，即，能控制相位差而使得螺 釘旋動(dòng)裝置oc2的俯仰方向撓曲振動(dòng)壓電元件3和滾動(dòng)方向撓曲壓電 元件4激發(fā)的2個(gè)方向的撓曲振動(dòng)以例如-90度的相位差到+ 90度的 相位差勵(lì)振時(shí)，通過(guò)帶陽(yáng)螺紋的軸101和螺紋孔202的接觸，而可將 螺釘P 1基于從螺釘旋動(dòng)裝置ot 2傳遞的規(guī)定方向的機(jī)械振動(dòng)而產(chǎn)生的 旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)方向控制為任意方向。
另外，在圖2及圖3中，表示了將螺釘旋動(dòng)裝置ot2的凸型末端部 21設(shè)為加號(hào)(+ )形狀的情況，但是凸型末端部21的形狀只要形成為 與螺釘P 1的螺釘頭22嵌合的形狀即可，并不限于該形狀，凸型末端 部21也可以是與螺釘P 1的凹型刻印103的形狀對(duì)應(yīng)的減號(hào)(-)等， 進(jìn)而，例如也可構(gòu)成為，能適當(dāng)更換凸型末端部21組，所述凸型末端 部21組作成與螺釘P 1的凹型刻印103的多種規(guī)定形狀對(duì)應(yīng)的不同凸 型末端形狀。
另外，作為螺釘P1，螺釘旋動(dòng)裝置oc2也可用于自攻螺釘、小螺 釘、木螺釘?shù)?，即使在螺釘P 1的旋入需要非常大的體力時(shí)，作業(yè)者相 對(duì)于螺釘旋動(dòng)裝置a2直接作用的外力也只需要非常小的程度，不需要較大的電力負(fù)荷等，便可容易地緊固或松開螺釘P 1，在構(gòu)造部件201 較硬或需要較大的緊固力等時(shí)等也比較理想。
上面，舉出該螺釘旋動(dòng)裝置的例子對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō) 明。但是，本發(fā)明并一定限于上述機(jī)構(gòu)，在具有前述效果的范圍內(nèi)， 可適當(dāng)變更后實(shí)施。
接著，作為本發(fā)明第3實(shí)施方式，使用圖4A~圖IO對(duì)上述實(shí)施方 式中所示的螺釘旋動(dòng)裝置的其他應(yīng)用例、及與其對(duì)應(yīng)的螺釘進(jìn)行說(shuō)明。 在本實(shí)施方式中，作為螺釘?shù)囊焕?，依次舉出用于進(jìn)行該例螺釘?shù)木o 固操作的螺釘旋動(dòng)裝置的第1例~第6例，并進(jìn)行說(shuō)明。
另外，本實(shí)施方式中，對(duì)與上述各實(shí)施方式的構(gòu)成要素通用的構(gòu) 成要素標(biāo)注同一附圖標(biāo)記，并省略其詳細(xì)說(shuō)明。
首先，關(guān)于本實(shí)施方式的螺釘，在圖4A 圖4C中表示。
圖4A 圖4C是表示本實(shí)施方式的螺釘及對(duì)應(yīng)的構(gòu)造部件的形態(tài) 的圖，其中，圖4A是作為緊固本發(fā)明第3實(shí)施方式的螺釘?shù)谋痪o固部 件的一例的構(gòu)造部件的剖視圖，圖4B是表示該螺釘?shù)恼w形狀的剖視 圖，圖4C是表示該螺釘?shù)穆葆旑^頂端面的形態(tài)的主視圖。
首先，如圖4B及4C所示，該例的螺釘P 2基本上呈與以往的埋頭 螺釘相同的形態(tài)，具有 一體地帶有后述螺釘頭且在圓筒軸的外周面 上切削形成規(guī)定螺距的螺旋狀螺紋牙而成的帶陽(yáng)螺紋的軸111、與該帶 陽(yáng)螺紋的軸111連接的圓筒狀的螺釘頸部112、與該螺釘頸部112連接 而用于得到埋頭螺釘形態(tài)的螺釘頭113。
在此，螺釘頭113的頂部(參照?qǐng)D4C)具有頂端平坦面(頂端 面)113，所述頂端平坦面(頂端面)113不具備任何以往的"十字孔，，或 "一字槽"等緊固機(jī)構(gòu)，僅由圓形平面要素形成，另外，該螺釘頭113 的周側(cè)部(參照?qǐng)D4B)具有錐形外周面113b (僅由圓錐狀的圓形曲面 要素形成的周側(cè)部曲面)，所述錐形外周面113b也不具備任何以往的 "爪"等緊固機(jī)構(gòu)。
另外，位于螺釘P 2末端部(帶陽(yáng)螺紋的軸111的末端部)的螺釘 末端114,具有由與螺釘頭113的頂端平坦面113a對(duì)應(yīng)的平面要素形 成的平頭形態(tài)的末端平坦面114a。
相對(duì)于此，如圖4A所示，作為緊固螺釘P2的對(duì)象的構(gòu)造部件(被
25緊固部件)205，在從其表面(圖右方)貫通到背面的螺紋孔206的內(nèi) 周面上具有陰螺紋207，通過(guò)切削形成螺距與螺釘P 2的螺距相同的 螺旋狀螺紋牙而成；錐狀的沉孔208，用于在使螺釘P 2的帶陽(yáng)螺紋的 軸111完全與螺紋孔206的陰螺紋207旋合時(shí)，收納該螺釘P 2的螺釘 頭113;背面開口 209，用于在以構(gòu)造部件205的厚度為基準(zhǔn)時(shí)的相對(duì) 長(zhǎng)度較長(zhǎng)的螺釘P2的帶陽(yáng)螺紋的軸111完全與螺紋孔206的陰螺紋 207旋合時(shí)，使該螺釘P 2的螺釘末端114從構(gòu)造部件205的背后避讓 而露出。
以上，作用螺釘?shù)睦?，說(shuō)明了具有構(gòu)成埋頭螺釘形態(tài)的螺釘頭 113的螺釘P 2，但是若該螺釘頭113具有僅由圓形平面要素形成的頂 端平坦面113a、和僅由圓形曲面要素形成的周側(cè)部曲面，則為平螺釘 的形態(tài)(將外周徑從下方起擴(kuò)大的錐面要素變成外周徑均等的圓柱曲 面要素的形態(tài))也無(wú)妨。在這種情況下，取代錐狀的沉孔208，在構(gòu)造 部件205的對(duì)應(yīng)部位形成與該平螺釘形態(tài)的螺釘頭113吻合的"平孔" 即可(或不形成而省略)。
圖5是表示本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第1例的圖，表示其主 要部分的結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)。
如該圖所示，該螺釘旋動(dòng)裝置oc3,為了相對(duì)于對(duì)應(yīng)形成在以上例 示說(shuō)明的作為被緊固部件的一例的構(gòu)造部件205上的螺紋孔206，進(jìn)行 螺釘P2的緊固操作，而具有裝置主體l、和作為上述振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)2 的摩擦件(振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu))22。
即，裝置主體l，層疊相對(duì)于2個(gè)彼此正交的方向產(chǎn)生撓曲振動(dòng)的 多個(gè)壓電元件3、 4、末端振動(dòng)部件5及后端振動(dòng)部件6、兩個(gè)中央部 振動(dòng)部件7、 7，并用螺栓(未圖示)將它們緊固而構(gòu)成，從交流電源
(未圖示)向這多個(gè)壓電元件3、 4......施加規(guī)定的交流電壓，隨之發(fā)
出超聲波振動(dòng)，該超聲波振動(dòng)能使與末端振動(dòng)部件5的振動(dòng)端面la接 觸的任意物體(即、螺釘P2)進(jìn)行繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由此，可將裝置主 體1看作為超聲波馬達(dá)中的定子，將螺釘P 2看作為超聲波馬達(dá)中的轉(zhuǎn) 子。
另外，在2個(gè)中央部振動(dòng)部件7、 7的中間，夾設(shè)有成為超聲波振 動(dòng)的波節(jié)而構(gòu)成無(wú)振動(dòng)區(qū)域的突緣部件8。
另一方面，摩擦件22固定在裝置主體1的末端振動(dòng)部件5的振動(dòng)端面la表面上，實(shí)現(xiàn)與螺釘P 2中的螺釘頭113的頂端平坦面113a的 摩擦接觸，向該螺釘P 2傳遞伴隨著超聲波振動(dòng)的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該摩 擦件22的形狀可作成面積比螺釘頭113的頂端平坦面113a稍大一些 的平面圓盤狀(包含平面圓環(huán)狀)，作為其材質(zhì)，可使用具有需要的 摩擦力及硬度的磷青銅、石棉橡膠、及其他類似的材料。由于石棉橡 膠在上述超聲波振動(dòng)時(shí)的耐噪音性方面也良好，所以比較理想。
另外，在此，為了與螺釘P2對(duì)應(yīng)，而將摩擦件22作成平面圓盤 狀，但根據(jù)所使用螺釘?shù)男螤畹牟煌?，并不一定限于此。例如，在?用螺釘頭頂端面具有凸曲面形狀的螺釘時(shí)，也可將摩擦件22作成與其 對(duì)應(yīng)的凹曲面形狀。
在使用上述那樣構(gòu)成的螺釘旋動(dòng)裝置oc3、進(jìn)行螺釘P2相對(duì)于構(gòu) 造部件205的螺紋孔206的緊固操作時(shí)，首先，用手動(dòng)操作將該螺釘 P 2相對(duì)于該螺紋孔206旋入到某種程度(或?qū)⒙葆旑^113的頂端平坦 面113a吸引壓接在裝置主體l的摩擦件22上而預(yù)先安裝設(shè)定螺釘P 2， 將該螺釘P 2的螺釘末端114插入螺紋孔206中)，接著，對(duì)對(duì)應(yīng)的多
個(gè)壓電元件13、 14......施加用于使末端振動(dòng)部件5上的摩擦件22產(chǎn)生
超聲波振動(dòng)的需要的交流電壓(90度相位差驅(qū)動(dòng)電壓)，所述超聲波 振動(dòng)在該螺釘P 2上得到右旋的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。然后，在該交流電壓施 加狀態(tài)下，以手動(dòng)操作將摩擦件22的螺釘接觸面22a按壓到螺釘頭113 的頂端平坦面113a上(圖示的箭頭方向)。
這樣，從裝置主體1經(jīng)由摩擦件22向螺釘P 2上傳遞對(duì)應(yīng)于其摩 擦力的右旋的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，借助伴隨著該超聲波振動(dòng)的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)、和由上述手動(dòng)操作得到的按壓力，螺釘P 2的帶陽(yáng)螺紋的軸111漸 漸推進(jìn)并旋合到螺紋孔206的陰螺紋207上。然后，在其螺釘頭113 收納在沉孔208中、帶陽(yáng)螺紋的軸111完全與陰螺紋207旋合時(shí)，需
要的緊固操作結(jié)束。
另外，帶陽(yáng)螺紋的軸111與陰螺紋207旋合時(shí)的旋轉(zhuǎn)阻力(二者 的螺紋牙彼此的接觸阻力)與上述手動(dòng)操作的按壓力成比例地變高， 但是由于借助超聲波振動(dòng)而在二者的螺紋牙彼此上獨(dú)自產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 矩，所以可使螺釘P2產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。即，根據(jù)本第1例，能夠得到一 種螺釘旋動(dòng)裝置ct3，其能產(chǎn)生對(duì)進(jìn)行需要的螺釘P 2緊固操作來(lái)說(shuō)必 要且足夠的轉(zhuǎn)矩。圖6是表示本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第2例的圖，表示其主 要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)。
如該圖所示，該第2例的螺釘旋動(dòng)裝置ot4與第l例一樣，具有裝 置主體1和摩擦件22，還具有永久磁體30作為產(chǎn)生預(yù)壓力的預(yù)壓力產(chǎn) 生機(jī)構(gòu)，所述預(yù)壓力用于使螺釘頭113的頂端平坦面113a始終與該摩 擦件22的螺釘接觸面22a壓接。
即，永久磁體30埋設(shè)在構(gòu)成裝置主體1的振動(dòng)端面la的末端振 動(dòng)部件5中，用于朝向使螺釘P 2的螺釘頭113的頂端平坦面113a壓 接到摩擦件22的螺釘接觸面22a上的方向，產(chǎn)生吸引該螺釘頭113的 磁力。其他構(gòu)成要素，具有與第1例中說(shuō)明的要素同樣的功能及形態(tài)。
但是，在該第2例中，如第1例所示，摩擦件22不是單純固定在 末端振動(dòng)部件5的振動(dòng)端面la的表面上，而是釆用下述形態(tài)以該摩 擦件22的螺釘接觸面22a位于該振動(dòng)端面la的面內(nèi)的方式將該摩擦 件22埋設(shè)在末端振動(dòng)部件5的表層區(qū)域內(nèi)并固定。盡管該摩擦件22 的固定形態(tài)的不同沒(méi)有帶來(lái)其自身功能上的不同，但是根據(jù)該第2例 的埋設(shè)固定形態(tài)，可望得到防止該摩擦件22因外因而剝離的效果。
在使用上述那樣構(gòu)成的螺釘旋動(dòng)裝置a4、相對(duì)于構(gòu)造部件205的 螺紋孔206進(jìn)行螺釘P2的緊固操作時(shí)，與第1例一樣，首先，通過(guò)手 動(dòng)操作將該螺釘P2相對(duì)于該螺紋孔206旋入到某一程度，接著，對(duì)對(duì)
應(yīng)的多個(gè)壓電元件13、 14......施加用于使末端振動(dòng)部件5上的摩擦件
22產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的需要的交流電壓，所述超聲波振動(dòng)在該螺釘P 2 上得到右旋的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。然后，在該交流電壓施加狀態(tài)下，以手 動(dòng)操作將摩擦件22的螺釘接觸面22a按壓到螺釘頭113的頂端平坦面 113a上(圖示的箭頭方向)。
此時(shí)，埋設(shè)在末端振動(dòng)部件5中的永久磁體30起到下述功能朝 向使螺釘P 2的螺釘頭113的頂端平坦面113a壓接到摩擦件22的螺釘 接觸面22a上的方向，吸引該螺釘頭113。由此，提高了摩擦件22的 螺釘接觸面22和螺釘頭113的頂端平坦面113之間的摩擦力，通過(guò)這 樣的摩擦力增大，使螺釘P2的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步增大，可在更短的時(shí)間 內(nèi)可靠地使螺釘P2旋轉(zhuǎn)。
其結(jié)果，即使在上述手動(dòng)操作的按壓力較大的情況下，也可將帶 陽(yáng)螺紋的軸111與陰螺紋207旋合時(shí)的旋轉(zhuǎn)阻力盡可能抑制得較低，
28除此之外，使螺釘P 2產(chǎn)生繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的超聲波振動(dòng)起到抵消其旋轉(zhuǎn) 阻力的作用，所以根據(jù)本第2例，能夠得到一種螺釘旋動(dòng)裝置a4，其 能產(chǎn)生對(duì)進(jìn)行需要的螺釘P 2緊固操作來(lái)說(shuō)足夠高的轉(zhuǎn)矩。
另外，雖然沒(méi)有特別圖示，但是作為需要的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，也 可取代上述的永久磁體30，而采用例如"吸引管，，等，所述吸引管通 過(guò)裝置主體l內(nèi)，使吸入口面對(duì)將摩擦件33形成為環(huán)狀的中央部，用 于產(chǎn)生吸引螺釘頭113的吸附力。
圖7是表示本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第3例的圖，表示其主 要部分的結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)。
如該圖所示，該第3例的螺釘旋動(dòng)裝置a5與第1例一樣具有裝置 主體1和摩擦件22 (第2例中的埋設(shè)固定形態(tài))，還具有虎鉗機(jī)構(gòu)部 件40作為產(chǎn)生預(yù)壓力的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，所述預(yù)壓力用于使螺釘頭 113的頂端平坦面113a始終與該摩擦件22的螺釘接觸面22a壓接。
即，虎鉗機(jī)構(gòu)部件40通過(guò)懸臂固定而設(shè)置在成為裝置主體1的無(wú) 振動(dòng)區(qū)域的突緣部8上，在螺釘P 2具有在向螺紋孔206旋合的過(guò)程中 使螺釘末端114從構(gòu)造部件(在本例中為2個(gè)構(gòu)造部件205a、 205b) 的背面露出的相對(duì)長(zhǎng)度、并且該螺釘末端114具有由與螺釘頭113的 頂端平坦面113a對(duì)應(yīng)的平面要素形成的末端平坦面114a的情況下， 朝向使螺釘頭113的頂端平坦面113a壓接到摩擦件22的螺釘接觸面 22a上的方向，產(chǎn)生按壓從構(gòu)造部件205a的背面露出的狀態(tài)下的螺釘 末端114的末端平坦面114a的機(jī)械力(預(yù)壓力)。
進(jìn)而，該虎鉗機(jī)構(gòu)部件40，借助自身產(chǎn)生的機(jī)械力用預(yù)壓力傳遞 軸41對(duì)接按壓螺釘末端114的末端平坦面114a，并且具有滾珠軸承 42,所述滾珠軸承42軸承支承從裝置主體1經(jīng)由摩擦件22傳遞到該 螺釘P2上的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外，上述機(jī)械力的調(diào)整是如下進(jìn)行的， 即，用把手44使圖示的調(diào)整螺釘43轉(zhuǎn)動(dòng)，而使旋轉(zhuǎn)自如地鑲嵌在滾 珠軸承42中并突出的上述預(yù)壓力傳遞軸41的相對(duì)位置(圖中左右方 向)變化。
在使用上述那樣構(gòu)成的螺釘旋動(dòng)裝置oc5，相對(duì)于構(gòu)造部件205a、 205b的螺紋孔206進(jìn)行螺釘P 2的緊固操作時(shí)，首先，用手動(dòng)操作將 該螺釘P 2相對(duì)于這些螺紋孔2 06旋入到螺釘末端114從構(gòu)造部件2 05b 的背面露出的程度，在該狀態(tài)下通過(guò)操作虎鉗機(jī)構(gòu)部件40，而如圖所示，通過(guò)裝置主體l、和與裝置主體1中間隔著螺釘P 2及螺紋孔206 而相對(duì)置的預(yù)壓力傳遞軸41，夾持螺釘P2的螺釘頭113的頂端平坦 面113a、和螺釘末端114的末端平坦面114a。接著，對(duì)對(duì)應(yīng)的多個(gè)壓 電元件13、 14......施加用于使末端振動(dòng)部件5上的摩擦件22產(chǎn)生超聲
波振動(dòng)的需要的交流電壓，所述超聲波振動(dòng)在該螺釘P 2上得到右旋的 繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
此時(shí)，虎鉗機(jī)構(gòu)部件40起到下述作用對(duì)從構(gòu)造部件205b的背 面露出的狀態(tài)下的螺釘末端114的末端平坦面114a,以一定的力朝向 使螺釘P 2的螺釘頭113的頂端平坦面113a壓接到摩擦件22的螺釘接 觸面22a上的方向進(jìn)行對(duì)接按壓；滾珠軸承42起到使從裝置主體1經(jīng) 由摩擦件22傳遞到該螺釘0 2上的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圓滑化的作用。由此， 一邊保持摩擦件22的螺釘接觸面22a與螺釘頭113的頂端平坦面113a 之間的摩擦力較高的狀態(tài)， 一邊順利進(jìn)行螺釘P2的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將 與此時(shí)的摩擦力對(duì)應(yīng)的右旋的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可靠地傳遞到螺釘P 2上。
此時(shí)，裝置主體l、螺釘P2、及預(yù)壓力傳遞軸41的各軸心彼此定 位在同一軸心上。其結(jié)果，將帶陽(yáng)螺紋的軸111旋合到陰螺紋207上 時(shí)的旋轉(zhuǎn)阻力抑制得極低，除此之外，由于使螺釘P2產(chǎn)生繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)的超聲波振動(dòng)起到自然抵消其旋轉(zhuǎn)阻力的作用，所以根據(jù)本第3例， 能得到產(chǎn)生對(duì)進(jìn)行所需的螺釘P 2緊固操作來(lái)說(shuō)足夠高的轉(zhuǎn)矩的螺釘 旋動(dòng)裝置a 5。
圖8是表示本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第4例的圖，表示其主 要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)。
如該圖所示，該第4例的螺釘旋動(dòng)裝置oc6與第1例一樣，具有裝 置主體1、和摩擦件22 (第2例中的埋設(shè)固定形態(tài))，還具有第2裝 置主體50和第2摩擦件60作為產(chǎn)生預(yù)壓力的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，所述 預(yù)壓力用于使螺釘頭113的頂端平坦面113a始終與該摩擦件22的螺 釘接觸面22a壓接。
即，第2裝置主體50與裝置主體1一樣，層疊相對(duì)于2個(gè)彼此正
交的方向產(chǎn)生撓曲振動(dòng)的多個(gè)壓電元件51、 51.......末端振動(dòng)部件52
及后端振動(dòng)部件(未圖示)、兩個(gè)中央部振動(dòng)部件54、 54，并用螺栓
(未圖示)將它們緊固而構(gòu)成，向這多個(gè)壓電元件51、 51......施加來(lái)
自交流電源(未圖示)的交流電壓，隨之產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，該超聲波振動(dòng)能使與末端振動(dòng)部件52的振動(dòng)端面52a接觸的任意物體(即、螺 釘P 2)進(jìn)行繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外，在2個(gè)中央部振動(dòng)部件54、 54的
中間夾設(shè)有成為超聲波振動(dòng)的波節(jié)而構(gòu)成無(wú)振動(dòng)區(qū)域的突緣部件55。
另一方面，第2摩擦件60作成與摩擦件22同樣的形態(tài)，埋設(shè)并 固定在第2裝置主體50的末端振動(dòng)部件52的振動(dòng)端面52a的表層區(qū) 域中，實(shí)現(xiàn)與螺釘P 2中的螺釘末端114的末端平坦面114a的摩擦接 觸，從而將伴隨著超聲波振動(dòng)的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到該螺釘P 2上。
在此，在螺釘P 2具有在向螺紋孔206旋合貫通的過(guò)程中使螺釘末 端114從構(gòu)造部件205b的背面露出的相對(duì)長(zhǎng)度、并且該螺釘末端114 具有由與螺釘頭113的頂端平坦面113a對(duì)應(yīng)的平面要素形成的末端平 坦面114a的情況下，將第2裝置主體50設(shè)置成，能夠朝向使螺釘頭 113的頂端平坦面113a壓接到摩擦件22的螺釘接觸面22a上的方向、 經(jīng)由第2摩擦件60對(duì)從構(gòu)造部件205b的背面露出的狀態(tài)下的螺釘末 端114的末端平坦面114a進(jìn)行按壓，此時(shí)，確定軸心對(duì)合位置，使得 從裝置主體1經(jīng)由摩擦件22傳遞到該螺釘P 2上的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、和 經(jīng)由第2摩擦件60傳遞到該螺釘P 2上的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為同軸旋轉(zhuǎn)。
在使用上述那樣構(gòu)成的螺釘旋動(dòng)裝置oc6,相對(duì)于構(gòu)造部件205a、 205b的各螺紋孔206進(jìn)行螺釘P 2的緊固操作時(shí)，首先，用手動(dòng)操作 將該螺釘P 2相對(duì)于這些各螺紋孔206旋入到螺釘末端114從構(gòu)造部件
205b的背面露出的程度，接著，對(duì)對(duì)應(yīng)的多個(gè)壓電元件13、 14.......
51、 51......施加用于使裝置主體1的末端振動(dòng)部件5上的摩擦件22、
和第2裝置主體50的末端振動(dòng)部件52上的第2摩擦件60上產(chǎn)生超聲 波振動(dòng)的需要的交流電壓，所述超聲波振動(dòng)在該螺釘P 2上得到右旋的 繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。然后，在該交流電壓施加狀態(tài)下， 一邊以手動(dòng)操作將 第2摩擦件60的螺釘接觸面60a按壓(保持)在從構(gòu)造部件205b的 背面露出的狀態(tài)下的螺釘末端114的末端平坦面114a上， 一邊以手動(dòng) 操作將摩擦件22的螺釘接觸面22a按壓到螺釘頭113的頂端平坦面 113a上(圖示的箭頭方向)。
此時(shí)，在第2裝置主體50與裝置主體1的位置關(guān)系方面，在將第 2裝置主體50設(shè)置成，能夠朝向使螺釘頭113的頂端平坦面113a壓接 到摩擦件22的螺釘接觸面22a上的方向、對(duì)從構(gòu)造部件205b的背面 露出的狀態(tài)下的螺釘末端114的末端平坦面114a進(jìn)行按壓時(shí)，進(jìn)行軸心對(duì)合定位，使得從裝置主體1經(jīng)由摩擦件22傳遞到該螺釘P 2的繞 軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、和經(jīng)由第2摩擦件60傳遞到該螺釘P 2的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 為同軸旋轉(zhuǎn)。由此，一邊保持摩擦件22的螺釘接觸面22a與螺釘頭113 的頂端平坦面113a之間的摩擦力較高的狀態(tài)， 一邊通過(guò)第2裝置主體 50促進(jìn)螺釘P2的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將與此時(shí)的摩擦力對(duì)應(yīng)的右旋的繞 軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可靠地傳遞到螺釘P 2。
其結(jié)果，將帶陽(yáng)螺紋的軸111旋合到陰螺紋207上時(shí)的旋轉(zhuǎn)阻力 抑制得極低，除此之外，由于使螺釘P2產(chǎn)生繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的超聲波振 動(dòng)起到抵消其旋轉(zhuǎn)阻力的作用，所以根據(jù)本第4例，能夠得到一種螺 釘旋動(dòng)裝置ot6，其能產(chǎn)生對(duì)進(jìn)行所需的螺釘P2緊固操作來(lái)說(shuō)必要且 足夠高的轉(zhuǎn)矩。
圖9是表示本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第5例的圖，表示其主 要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)。
如該圖所示，該第5例的螺釘旋動(dòng)裝置a7，取代第3例的預(yù)壓力 傳遞軸41及滾珠軸承42,而采用第4例中的第2裝置主體50及第2 摩擦件60。因此，該第5例的螺釘旋動(dòng)裝置oc7的功能及使用形態(tài)與 第3及第4例中的相應(yīng)部分等價(jià)(詳細(xì)情況參照相應(yīng)部分)。
圖IO是表示本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第6例的圖，表示其主 要部分的結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)。
如該圖所示，該第6例的螺釘旋動(dòng)裝置ot8，除了第2例的裝置主 體l、摩擦件22、及永久磁體30外，還具有激光測(cè)距裝置70。另外， 本第6例的螺釘旋動(dòng)裝置oc8，在與構(gòu)造部件(在本例中為構(gòu)造部件 205a)之間的位置關(guān)系方面設(shè)置成下述形態(tài)即使在螺釘P 2相對(duì)于各 構(gòu)造部件205a、 205b的各螺紋孔206的緊固操作完成后，摩擦件22 的螺釘接觸面22a也一直與螺釘頭113的頂端平坦面113a接觸。
在此，激光測(cè)距裝置70設(shè)置在裝置主體1的突緣部8上，從而借 助激光光線LB定期對(duì)自身上設(shè)定的測(cè)距基準(zhǔn)點(diǎn)和構(gòu)造部件205a之間 的距離進(jìn)行測(cè)定，起到下述作用在由該激光測(cè)距裝置70測(cè)定的距離 超過(guò)規(guī)定值而檢測(cè)出螺釘P2的松動(dòng)時(shí)，自動(dòng)對(duì)對(duì)應(yīng)的多個(gè)壓電元件 13、 14......發(fā)出指示，控制交流電壓的施加，所述交流電壓用于產(chǎn)生
進(jìn)行該螺釘P 2的緊固操作的超聲波振動(dòng)。
通過(guò)上述方案，根據(jù)本第6例，能得到一種螺釘旋動(dòng)裝置oc8，其能防止笫三者對(duì)螺釘P 2進(jìn)行的松動(dòng)操作，并且能自動(dòng)修復(fù)隨時(shí)間變化 產(chǎn)生的該螺釘P 2的松動(dòng)。
上面，舉出了該螺釘?shù)囊焕奥葆斝齽?dòng)裝置的第1例~第6例， 對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并一定限于上述機(jī)構(gòu)， 在具有前述效果的范圍內(nèi)，可適當(dāng)變更后實(shí)施。
接著，作為本發(fā)明的第4實(shí)施方式，使用圖11A~圖17對(duì)上述實(shí) 施方式中所示的螺釘旋動(dòng)裝置的另 一其他應(yīng)用例、及與其對(duì)應(yīng)的螺釘 進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，作為螺釘?shù)囊焕?，依次舉出用于進(jìn)行該 例螺釘?shù)木o固操作的螺釘旋動(dòng)裝置的第1例~第4例，來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
另外，本實(shí)施方式中，對(duì)與上述各實(shí)施方式的構(gòu)成要素通用的構(gòu) 成要素標(biāo)注同一附圖標(biāo)記，并省略其詳細(xì)說(shuō)明。
圖11A 圖11C是表示本實(shí)施方式的螺釘及對(duì)應(yīng)的構(gòu)造部件的形 態(tài)的圖，其中，圖11A是表示該螺釘?shù)恼w形狀的主視圖，圖IIB是 表示該螺釘?shù)穆葆旑^頂端面形態(tài)的圖，圖11是作為緊固該螺釘?shù)膶?duì)象 物的構(gòu)造部件的剖視圖。
首先，如圖11A及圖11B所示，該螺釘P 3在上述第3實(shí)施方式的 螺釘P 2上設(shè)置有螺釘側(cè)鉤掛部125。即，螺釘頭113的頂端平坦面113a (參照?qǐng)D11B)為圓形平坦面，不具備以往的"十字孔"或"一字槽" 等與螺絲刀末端對(duì)應(yīng)嵌合的凹型刻印等緊固機(jī)構(gòu)，在該頂端平坦面 113a上具有突出的螺釘側(cè)鉤掛部。在此，螺釘側(cè)鉤桂部125只要能與 后述螺釘旋動(dòng)裝置具備的螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部相互桂接即可，并不限 于圖示的3字狀，也可為扣環(huán)等。
另外，螺釘側(cè)鉤桂部125也可構(gòu)成為，在螺釘P3的緊固完成后， 可用例如鉗子等容易地切斷，在這種情況下。以能夠進(jìn)一步通過(guò)銼刀 等將螺釘側(cè)鉤掛部125的痕跡從螺釘頭113的頂端平坦面113a完全清 除為宜。
另一方面，如圖IIC所示，作為緊固螺釘P 3的對(duì)象物即被緊固部 件的一例的構(gòu)造部件205，從其表面(圖右側(cè))到背面具有螺紋孔206， 所述螺紋孔206是在內(nèi)周面上與螺釘P 3的帶陽(yáng)螺紋的軸lll對(duì)應(yīng)地切 削形成同一螺距的螺旋狀螺紋牙而形成的。另外，在此，表示的是在 使螺釘P 3與構(gòu)造部件205的螺紋孔20旋合時(shí)、螺釘頭113的頂端平
33坦面113a ;故完全收納的形狀的螺紋孔206，但是螺紋孔206的形狀為 需要的形狀即可。
以上，作為螺釘?shù)睦?，?duì)具有螺釘頭113的螺釘P 3進(jìn)行了說(shuō)明， 所述螺釘頭113在其頂端平坦面113a上具備螺釘側(cè)鉤桂部125，構(gòu)成 埋頭螺釘形態(tài)，但是只要該螺釘頭113在圓形平坦面上具有螺釘側(cè)鉤 掛部125，則為平螺釘?shù)男螒B(tài)(將外周徑從下方起擴(kuò)大的錐面要素變形
成外周徑均等的圓柱曲面要素的形態(tài))也無(wú)妨。
圖12是表示本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第l例的圖，表示其主 要部分的結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)。
如該圖所示，該第1例的螺釘旋動(dòng)裝置otll，為了相對(duì)于對(duì)應(yīng)形 成在以上例示說(shuō)明的構(gòu)造部件205上的螺紋孔206進(jìn)行螺釘P 3的緊固 操作，而具有裝置主體IO，形成有中孔10h而作成圓筒；螺釘旋動(dòng) 裝置側(cè)鉤部81;作為產(chǎn)生預(yù)壓力的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的例如壓縮彈性體
組82、 82......,所述預(yù)壓力用于拉伸螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部81而使裝置
主體10的振動(dòng)端面10a和螺釘頭113的頂端平坦面113a始終壓接； 和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83，固定該預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)。
裝置主體IO是上述裝置主體1的變形例，層疊相對(duì)于2個(gè)彼此正
交的方向產(chǎn)生撓曲振動(dòng)的多個(gè)壓電元件13、 14......、末端振動(dòng)部件15
及后端振動(dòng)部件16、兩個(gè)中央部振動(dòng)部件17、 17、和突緣部件18，并 用螺栓(未圖示)將它們緊固而構(gòu)成。形成有中孔10h。
即，裝置主體10 —體層疊有具有中孔且呈環(huán)狀的多個(gè)壓電元件13、
14.......和突緣部件18,所述突緣部件18例如在多個(gè)壓電元件13、
14激發(fā)的振動(dòng)的無(wú)振動(dòng)區(qū)域比壓電元件13、 14......更向外周突出有鍔
部18a，與壓電元件13、 14......在其筒狀的外周面固定成一體，用于
將其位置固定。向這多個(gè)壓電元件13、 14......施加交流電壓，隨之產(chǎn)
生超聲波振動(dòng)，該超聲波振動(dòng)能將繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到與其振動(dòng)端面 10a接觸的螺釘頭113的頂端平坦面113a上。
另外，在這些壓電元件13、 14.......末端振動(dòng)部件15、后端振動(dòng)
部件16、中央部振動(dòng)部件17及突緣部件18這各構(gòu)成要素中，分別形 成有中孔，以便在一體構(gòu)成裝置主體10時(shí)形成中孔10h。除該點(diǎn)以外， 這些構(gòu)成要素與上述第2實(shí)施方式的壓電元件3、 4、末端振動(dòng)部件5、 后端振動(dòng)部件6、中央部振動(dòng)部件7及突緣部件8分別具有同樣的結(jié)構(gòu)。在此，對(duì)于裝置主體io激發(fā)的振動(dòng)，例如可以是通過(guò)螺栓緊固的
蘭杰文振子使在兩個(gè)彼此正交的方向上撓曲振動(dòng)的兩種壓電元件13、 14......振動(dòng)，通過(guò)使各壓電元件13、 14......以90度的相位差機(jī)械振動(dòng)，
而能在裝置主體10的振動(dòng)端面10a上產(chǎn)生緊固螺釘P 3的方向、或松 開螺釘P 3的方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
另外，螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部81也如下構(gòu)成，即，與插通在裝置主 體10的中孔10h內(nèi)的金屬絲86的末端連接，并能夠與螺釘側(cè)鉤掛部 125相互掛接。
另一方面，預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83，處于裝置主體10的振動(dòng)端 面10a相反端的后端面10b更后方附近，與突緣部件18相對(duì)置，并且，
安裝壓縮彈性體組82、 82......，進(jìn)而也可構(gòu)成為，在預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)
固定件83的中央例如夾設(shè)軸承87，所述軸承87軸支承金屬絲86，使 其能向螺釘P 3的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)方向空轉(zhuǎn)。
在此，軸承87例如只要設(shè)計(jì)成下述方式即可，即，將空轉(zhuǎn)自如地 支承在軸承87上的銷軸87a的端部、和伴隨螺釘P 3的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 而旋轉(zhuǎn)的金屬絲86的端部連結(jié)，另一方面，用通過(guò)夾設(shè)滾動(dòng)體等而不 依賴于銷軸87a的旋轉(zhuǎn)的外圍，與預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83固定，金 屬絲86由軸承87軸支承而能向螺釘P 3的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向空轉(zhuǎn)，所 以螺釘0 3的旋轉(zhuǎn)不會(huì)傳遞到預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83及裝置主體10 上，由此，可將螺釘P3的旋轉(zhuǎn)對(duì)螺釘旋動(dòng)裝置ocll造成的旋轉(zhuǎn)阻力 抑制在最小限度。
另外，在本第1例中，作為預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)而采用的壓縮彈性體
組82、 82......，在突緣部件18的锝部18a對(duì)稱部位、和與該锝部18a
對(duì)置的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83部位之間，將裝置主體10置于中間 而平行地架設(shè)，通過(guò)對(duì)突緣部件18和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83施加 壓縮彈力，而使螺釘頭113的頂端平坦面113a和裝置主體10的振動(dòng) 端面10a始終壓接。
進(jìn)而，螺釘旋動(dòng)裝置otll也可以在突緣部件18的鍔部18a、和與 該鍔部18a對(duì)置的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83部位之間，具有可將其彼 此的間隔固定在規(guī)定間隔的止動(dòng)器88，止動(dòng)器88的一端經(jīng)由鉸鏈89 例如開閉自如地鉸接在突緣部件18側(cè)，另一方面，另一端爪部88a相 對(duì)于面對(duì)的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83外緣卡合/脫離自如。由此，在使從振動(dòng)端面10a的中孔中突出的螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部 81相對(duì)于卡止?fàn)顟B(tài)的螺釘側(cè)鉤掛部125脫離時(shí)，止動(dòng)器88克服由壓縮
彈性體組82、 82......產(chǎn)生的預(yù)壓力，例如與預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83
側(cè)嵌合，將突緣部件18的锝部18a和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83固定 為規(guī)定間隔，由此，使裝置主體10的振動(dòng)端面10a和螺釘頭113的頂 端平坦面113a離開，使施加在金屬絲86上的張力減少，而解除賦予 該裝置主體10的振動(dòng)端面10a和螺釘頭113的頂端平坦面113a上的 預(yù)壓力。
另外，螺釘旋動(dòng)裝置ocll也可具有形成有作用較高摩擦力的螺釘 接觸面23a的摩擦件23，所述摩擦件23固定在裝置主體10的振動(dòng)端 面10a表面上，實(shí)現(xiàn)與螺釘頭113的頂端平坦面113a的摩擦接觸，將 伴隨著超聲波振動(dòng)的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到螺釘P 3上，為具有中孔的圓 環(huán)形狀。由此，通過(guò)使較高摩擦力作用在裝置主體10的振動(dòng)端面10a 和螺釘頭113的頂端平坦面113a的接觸面上，還可對(duì)螺釘P 3賦予更 高的緊固轉(zhuǎn)矩。
另外，在此，為了與螺釘P3對(duì)應(yīng)，而將摩擦件23作成具有平坦 面的、有中孔的圓環(huán)形狀，但是根據(jù)使用的螺釘?shù)男螤?，并不一定?定于此。例如，在使用螺釘頭的頂端面具有凸曲面形狀的螺釘?shù)那闆r 下，也可將摩擦件23作成與其對(duì)應(yīng)的凹曲面形狀。
接著，圖13是用于說(shuō)明圖12所示的螺釘旋動(dòng)裝置ctll的預(yù)壓力 產(chǎn)生的圖。
如該圖所示，在例如被卡止的止動(dòng)器88的爪部88a從預(yù)壓力產(chǎn)生 機(jī)構(gòu)固定件83脫離時(shí)，螺釘旋動(dòng)裝置all,由于壓縮彈性體組82、 82......的壓縮彈力，而將預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83向圖示的箭頭方向
推出，固定在壓縮彈性體組82、 82兩端的突緣部件18的锝部18a和 預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83之間的間隔變大。
隨著該突緣部件18的鍔部18a和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83之間 間隔的變大，與預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83 —起，在軸承87、金屬絲 86、螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部81上分別一體地作用朝向與將螺釘P 3旋合 到螺紋孔206中的方向相反的方向、即圖示的箭頭方向拉伸的力，從 而可使裝置主體10的振動(dòng)端面10a和螺釘P 3的頂端平坦面113a接 觸。因此，在解除止動(dòng)器88的固定時(shí)，在裝置主體10的振動(dòng)端面10a 的例如摩擦件23上始終產(chǎn)生對(duì)于壓接來(lái)說(shuō)足夠的預(yù)壓力，由此，能向 螺釘P 3傳遞螺釘旋動(dòng)裝置ct11的裝置主體10激發(fā)的超聲波振動(dòng)所引 起的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而賦予緊固轉(zhuǎn)矩，這樣，通過(guò)止動(dòng)器88的卡合/ 脫離，可切換螺釘P3的插裝和緊固。
此時(shí)，螺釘旋動(dòng)裝置ocll不對(duì)螺釘P 3產(chǎn)生向螺紋孔206按壓的 方向的機(jī)械力，便能壓接螺釘P3和螺釘旋動(dòng)裝置ctll而賦予足夠的 緊固轉(zhuǎn)矩，所以不會(huì)在螺釘P 3的帶陽(yáng)螺紋的軸111和螺紋孔206間產(chǎn) 生因以必要以上的程度按壓而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)阻力。
另外，在螺釘P 3的旋合結(jié)束后，用止動(dòng)器88以使突緣部件18和 預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83接近的規(guī)定間隔再次固定，從而解除產(chǎn)生的 預(yù)壓力，另外，根據(jù)壓縮彈性體組82、 82......中采用的彈性體的彈性
常數(shù)、和事先對(duì)壓縮彈性體組82、 82賦予的壓縮量，將預(yù)壓力調(diào)整到 需要的大小。
圖14是表示本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第2例的圖，表示其主 要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)。
如該圖所示，該第2例的螺釘旋動(dòng)裝置ot12與第1例一樣具有裝 置主體IO、螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部81、預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83，除此 之外，還具有彈性體固定件91、和作為預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的例如拉伸彈 性體組92、 92......，關(guān)于其他構(gòu)成要素，具有與第l例中說(shuō)明的構(gòu)成
要素相同的功能和形態(tài)。
即，彈性體固定件91的兩端固定在突緣部件18的锝部18a的相 反兩端上，構(gòu)成框架型，在至少使振動(dòng)端面10a露出到外部的狀態(tài)下， 將裝置主體IO與預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83—起包圍在內(nèi)部。
另一方面，在本第2例中，作為預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)而采用的拉伸彈性 體組92、 92......，在預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83、和與該預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)
構(gòu)固定件83的對(duì)稱部位對(duì)置的彈性體固定件91部位之間平行架設(shè)， 通過(guò)向彈性體固定件91和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83上施加拉伸彈力， 經(jīng)由金屬絲86使螺釘頭113的頂端平坦面113a和裝置主體10的振動(dòng) 端面10a壓接。
另外，本第2例中采用的止動(dòng)器88與前述第l例一樣，例如也可 構(gòu)成為， 一端與彈性體固定件91 一起經(jīng)由鉸鏈89開閉自如地鉸接，
37與突緣部件18的鍔部18a成為一體，另一方面，另一端爪部88a相對(duì) 于面對(duì)的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83外緣卡合/脫離自如。
此時(shí)，在使從振動(dòng)端面10a的中孔10h突出的螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤 部81相對(duì)于卡止?fàn)顟B(tài)下的螺釘側(cè)鉤掛部125脫離時(shí)，止動(dòng)器88克服 由拉伸彈性體組92、 92......產(chǎn)生的預(yù)壓力，將突緣部件18和預(yù)壓力產(chǎn)
生機(jī)構(gòu)固定件83固定為規(guī)定間隔，由此，可解除施加在金屬絲86上 的張力，從而解除使裝置主體10的振動(dòng)端面10a和螺釘頭113的頂端 平坦面113a壓接的預(yù)壓力。
接著，圖15是用于說(shuō)明圖14所示螺釘旋動(dòng)裝置otl2的預(yù)壓力產(chǎn) 生的圖。
如該圖所示，爪部88a的卡止脫離、止動(dòng)器88被解除后的螺釘旋 動(dòng)裝置ocl2,由于拉伸彈性體組92、 92......的拉伸彈力，預(yù)壓力產(chǎn)生
機(jī)構(gòu)固定件83被向圖示的箭頭方向拉伸，使固定有拉伸彈性體組92、 92的各端子的彈性體固定件91和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83之間的間 隔減小。
由此，與第1例一樣，使突緣部件18的鍔部18a和預(yù)壓力產(chǎn)生 機(jī)構(gòu)固定件83之間的間隔擴(kuò)大，而使金屬絲15具有張力，在螺釘旋 動(dòng)裝置側(cè)鉤部81上作用向與將螺釘P 3旋合到螺紋孔206中的方向相 反的方向、即圖示的箭頭方向拉曳的力，而可使裝置主體10的振動(dòng)端 面10a和螺釘P 3的頂端平坦面113a接觸。
因此，可產(chǎn)生預(yù)壓力，使得螺釘P 3的頂端平坦面113a始終與裝 置主體10的摩擦件23的螺釘接觸面23a壓接，能夠?qū)β葆擯 3賦予裝 置主體IO激發(fā)的超聲波振動(dòng)所產(chǎn)生的緊固轉(zhuǎn)矩。
另外，在螺釘P3的旋合結(jié)束時(shí)，用止動(dòng)器88再次將突緣部件18 和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83固定為接近的規(guī)定間隔，解除產(chǎn)生的預(yù)壓 力，另外，根據(jù)在拉伸彈性體組92、 92......中使用的彈性體的彈性常
數(shù)、和事前賦予的伸長(zhǎng)量，將預(yù)壓力調(diào)整為需要的大小。
圖16是表示本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第3例的圖，表示其主 要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)。
如該圖所示，該笫3例的螺釘旋動(dòng)裝置oc13，除了與第l例及第2 例一樣具有裝置主體IO、螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部81、預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固 定件83外，作為預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)還具有架設(shè)在金屬絲86和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83之間的拉伸彈性體93,關(guān)于其他構(gòu)成要素，與第l例 及第2例中說(shuō)明的構(gòu)成要素具有相同的功能和形態(tài)。
即，拉伸彈性體93在金屬絲86和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83之間、 例如在金屬絲86和軸承87之間賦予拉伸彈力，從而使螺釘頭113的 頂端平坦面113a和裝置主體10的振動(dòng)端面10a壓接。
另外，在本第3例中，也可取代在第1例及第2例中說(shuō)明過(guò)的止 動(dòng)器88，具有通過(guò)螺桿按壓突緣部件18的锝部18a和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu) 固定件83而使彼此遠(yuǎn)離/接近的虎鉗機(jī)構(gòu)部件94，此外，還具有補(bǔ)充 拉伸彈性體93等預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的預(yù)壓力的磁體95，所述螺桿的 末端抵接在突緣部件18的锝部18a上，并螺紋貫通與該锝部18a對(duì)置 的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83。
即，虎鉗機(jī)構(gòu)部件94取代止動(dòng)器88,克服拉伸彈性體93產(chǎn)生的 預(yù)壓力，產(chǎn)生可將該突緣部件18的锝部18a和預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件 83調(diào)整成任意間隔的旋動(dòng)機(jī)械力，并可進(jìn)行調(diào)整，使得裝置主體10的 振動(dòng)端面10a和螺釘頭113的頂端平坦面113a上產(chǎn)生希望大小的預(yù)壓 力。
另一方面，磁體95例如為永久磁體等，可埋設(shè)在構(gòu)成裝置主體IO 的振動(dòng)端面10a的末端振動(dòng)部件內(nèi)，朝向?qū)⒙葆旑^113的頂端平坦面 113a壓接到振動(dòng)端面10a上的方向產(chǎn)生吸引螺釘頭113的磁力。
另外，取代止動(dòng)器88的虎鉗機(jī)構(gòu)部件94、和補(bǔ)充預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu) 產(chǎn)生的預(yù)壓力的磁體95都可用于第1例或第2例，而且，磁體95還 可用于后述的第4例。
圖17是表示本實(shí)施方式的螺釘旋動(dòng)裝置的第4例的圖，表示其主 要部分結(jié)構(gòu)及其使用狀態(tài)。
如該圖所示，該第4例的螺釘旋動(dòng)裝置cx14，除了與第1例、第2 例及第3例一樣具有裝置主體10、螺釘旋動(dòng)裝置側(cè)鉤部81、預(yù)壓力產(chǎn) 生機(jī)構(gòu)固定件83外，作為預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)例如還具有可在金屬絲86 上產(chǎn)生直線方向的規(guī)定張力的直動(dòng)致動(dòng)器96，關(guān)于其他構(gòu)成要素，具 有與第l例、第2例及笫3例中說(shuō)明的構(gòu)成要素相同的功能和形態(tài)。
在此，預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83例如為以至少將裝置主體10后 部抱在內(nèi)部的方式將兩端固定在突緣部件18的鍔部18a對(duì)稱部位上的 3字型框架形體，在裝置主體10的后端面10b更后方的裝置主體10的中孔圓筒延長(zhǎng)線上的預(yù)壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)固定件83上，設(shè)置有直動(dòng)致動(dòng) 器96。
另一方面，直動(dòng)致動(dòng)器96例如通過(guò)壓力缸等對(duì)金屬絲86產(chǎn)生作 用在圖中左右直線方向上的規(guī)定張力，使該金屬絲86在圖中左右方向 上聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而，例如也可通過(guò)在金屬絲86和直動(dòng)致動(dòng)器96之間夾設(shè) 軸承87，而使螺釘P 3的繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不會(huì)傳遞到直動(dòng)致動(dòng)器96。
由此，通過(guò)直動(dòng)致動(dòng)器96使金屬絲86直線運(yùn)動(dòng)，直到作用規(guī)定 的張力為止，能夠使裝置主體10的振動(dòng)端面10a和螺釘頭113的頂端 平坦面113a接觸并壓接，而產(chǎn)生希望的預(yù)壓力，能對(duì)螺釘P3賦予基 于裝置主體IO的振動(dòng)的、用于進(jìn)行繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的足夠的緊固轉(zhuǎn)矩。
直動(dòng)致動(dòng)器96只要能使金屬絲86在圖中左右方向上聯(lián)動(dòng)，并在 金屬絲86上產(chǎn)生規(guī)定的張力，則并不限于線性馬達(dá)、利用液壓、水壓、 氣壓等的壓力缸、螺線管等，也可以是將旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩變換成直 線方向的才幾構(gòu)。
上面，舉出該螺釘?shù)囊焕奥葆斝齽?dòng)裝置的第1例~第4例，對(duì) 本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不一定限于上述機(jī)構(gòu)， 在具有前述效果的范圍內(nèi)，可適當(dāng)變更后實(shí)施。
接著，作為本發(fā)明第5實(shí)施方式，使用圖18A~圖20D對(duì)與上述實(shí) 施方式中所示螺釘旋動(dòng)裝置對(duì)應(yīng)的螺釘進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中， 依次舉出作成下述結(jié)構(gòu)的螺釘?shù)牡?例及第2例，并詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明， 所述螺釘在上述實(shí)施方式所示的螺釘上附加了用于得到更高緊固力的 機(jī)構(gòu)。
另外，本實(shí)施方式中可優(yōu)選使用的螺釘旋動(dòng)裝置是上述各實(shí)施方 式中所示的螺釘旋動(dòng)裝置，所以在本實(shí)施方式中，省略關(guān)于螺釘旋動(dòng) 裝置的詳細(xì)說(shuō)明。
圖18A~圖19B是表示本實(shí)施方式的螺釘?shù)牡?例的結(jié)構(gòu)圖。 圖18A是表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的螺釘?shù)牡?例的概略結(jié)構(gòu)的 圖，是表示螺釘?shù)木o固力增強(qiáng)前的局部剖面?zhèn)纫晥D，圖18B是表示圖 18A所示螺釘?shù)氖褂脿顟B(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D，圖18C是表示圖18A及圖 18B所示螺釘?shù)穆葆旑^的頂端面的主視圖。另一方面，圖19A是表示圖 18A所示螺釘?shù)木o固力增強(qiáng)后的局部剖面?zhèn)纫晥D，圖19B是表示圖19A所示螺釘?shù)氖褂脿顟B(tài)的局部剖面?zhèn)纫晥D。
如圖18A及圖19A所示，本第1例的螺釘P 4基本上具有突出豎 立在螺釘頭141的接合面141a中央的帶螺紋牙的軸142、墊圏143、 推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144,即使在不能用足夠的緊固力緊固的情況下，也可 利用墊圈143的功能，發(fā)揮足夠的緊固力。進(jìn)而，在該螺釘P4上具有 推斥力抑制機(jī)構(gòu)145的情況下，可構(gòu)成為，暫時(shí)緊固到螺紋孔中后， 可釋放此前受到抑制的、作用在與構(gòu)造部件(被緊固部件)220之間的 按壓力。
其中，墊圈143例如為內(nèi)徑比帶螺紋牙的軸142大所需長(zhǎng)度的輪 環(huán)形狀的平墊圈143等，插通在帶螺紋牙的軸142上，在螺釘P4緊固 到構(gòu)造部件220上時(shí)作用足夠的力而與螺紋孔的周緣接觸的情況下， 增強(qiáng)該螺釘P4的緊固力。
一方面，推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144如圖19B所示，作用將該螺釘頭141 和墊團(tuán)143之間的間隔擴(kuò)開的推斥力，提高墊圏143向構(gòu)造部件220 的按壓力，產(chǎn)生螺釘P4的緊固力，例如具有壓縮螺旋彈簧144等，所 述壓縮螺旋彈簧144由彈性部件構(gòu)成，以帶螺紋牙的軸142的頸部142a 的端部為中心螺旋狀巻繞，并夾設(shè)在螺釘頭141的接合面和相對(duì)置的 墊圏143的端面之間。
另一方面，推斥力抑制機(jī)構(gòu)145如圖18A及圖18B所示，預(yù)先強(qiáng) 制對(duì)螺釘頭141的接合面141a和相對(duì)置的墊圈143的端面賦予逆著推 斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144的推斥力的接近力，在推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144被壓縮 了的狀態(tài)下以規(guī)定間隔固定，另外，如圖19A及圖19B所示，可在緊 固到構(gòu)造部件220的螺紋孔中后解除了接近力的施加時(shí)，釋放推斥力 產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144的推斥力，例如，在推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144采用了壓縮螺 旋彈簧144的情況下，可構(gòu)成為，逆著壓縮螺旋彈簧144的磁力而預(yù) 先強(qiáng)制賦予接近力，使得壓縮螺旋彈簧144的長(zhǎng)度變得比自然長(zhǎng)度短， 以規(guī)定間隔固定，另外，在解除該接近力的施加時(shí)，可發(fā)揮壓縮螺旋 彈簧144的推斥力。
在此，作為推斥力抑制機(jī)構(gòu)145,例如粘接劑145等是最合適的， 在將推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144壓縮而使得螺釘頭141的接合面141a和對(duì)置 的墊圏143端面接近至規(guī)定間隔的狀態(tài)下，所述粘接劑145將接合面 141a和對(duì)置的墊團(tuán)143端面粘接固定并硬化，而在實(shí)施了規(guī)定處理時(shí)，可解除粘接固定而釋放推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144的推斥力。
在推斥力抑制機(jī)構(gòu)145采用粘接劑145的情況下，優(yōu)選具有下述 特性的粘接劑例如通過(guò)澆上規(guī)定溫度的水、或加熱，便會(huì)失去其粘 接能力，作為滿足該要求的粘接劑，例如有化研亍少夕林式會(huì)社制造 的環(huán)氧樹脂類粘接劑即"工3七川，"(商品名)等。
在推斥力抑制機(jī)構(gòu)145采用該"工3七A，"的情況下，由于"工 3七A，"具有例如15MPa的粘接力，所以通過(guò)考慮該粘接力而將螺 釘頭141的直徑設(shè)成適當(dāng)大小，可對(duì)螺釘P4產(chǎn)生足夠的緊固力。
另外，在薄層狀填充的"工3七A，"等剝離后的推斥力抑制機(jī) 構(gòu)145不會(huì)妨礙推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144的推斥力起作用的情況下，如圖 18A、圖18B以及圖19A及圖19B所示，可以一體地粘接硬化到推斥力 產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144的螺旋內(nèi)部，但是推斥力抑制機(jī)構(gòu)145也可將彈性產(chǎn)生 機(jī)構(gòu)144穿過(guò)其中而填充硬化成輪環(huán)狀，以避免接觸。
進(jìn)而，螺釘P4，在為了解除推斥力抑制機(jī)構(gòu)145施加的螺釘頭141 和墊團(tuán)143之間的接近力而使用溫水或規(guī)定的粘接劑剝離液等規(guī)定的 解除物質(zhì)時(shí)，可以在墊圈143正下方靠近螺紋牙的頸部142a的位置上， 環(huán)狀突出地設(shè)置浸液防止機(jī)構(gòu)146，該浸液防止機(jī)構(gòu)146密閉帶螺紋牙 的軸142和形成在該構(gòu)造部件220上的螺紋孔之間的間隙，防止該解 除物質(zhì)向螺紋孔浸入，作為浸液防止機(jī)構(gòu)146優(yōu)選采用例如由合成橡 膠等各種合成樹脂材料形成的O環(huán)形狀的防水密封件146。
這樣構(gòu)成的螺釘P4如圖18B所示，通過(guò)在暫時(shí)緊固到構(gòu)造部件 220的螺紋孔底部后，對(duì)推斥力抑制機(jī)構(gòu)145 (粘接劑145)實(shí)施澆溫 水等規(guī)定處理，而解除固定成規(guī)定間隔的接近力的施加，此前在逆著 推斥力而被預(yù)先壓縮了的狀態(tài)下推斥力受到抑制的推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu) 144 (壓縮螺旋彈簧144)伸長(zhǎng)，作用使螺釘頭141從螺紋孔伸出的方 向的推斥力，該推壓力即成為緊固力。
另外，螺釘P 4的螺釘頭141的頂端面141b并不限于形成有與以 往的螺釘旋動(dòng)末端對(duì)應(yīng)的+ 、-等形狀的凹型刻印的形式，如圖18C 所示，通過(guò)形成為沒(méi)有與螺釘旋動(dòng)末端對(duì)應(yīng)嵌合的凹型刻印的平坦面， 能作成不會(huì)損害美觀而且有防止人為破壞的效果的螺釘P 4，在這種情 況下，可解決以往利用例如壓電螺絲刀等進(jìn)行緊固時(shí)緊固力不足的問(wèn) 題，能作用足夠的緊固力而緊固。
42接著，圖20A~圖IOD是表示在本發(fā)明第5實(shí)施方式的螺釘?shù)牡? 例中使用的彈簧墊圈的概略結(jié)構(gòu)的圖，是透視彈簧墊圈的一部分而進(jìn) 行表示的主視圖。圖20B是透視圖20A所示彈簧墊圏的一部分而進(jìn)行 表示的側(cè)視圖。圖20C是采用了圖20A及圖20B所示彈簧墊圏的螺釘 的概略結(jié)構(gòu)的圖，是表示螺釘?shù)木o固力增強(qiáng)前的局部剖面?zhèn)纫晥D，圖 20D是表示圖20C所示螺釘?shù)木o固力增強(qiáng)后的局部剖視圖。
另外，在下面關(guān)于本實(shí)施方式的說(shuō)明中所使用的附圖中，對(duì)與圖 18A~圖19C中所示構(gòu)成要素相同或等同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo) 記，并省略該構(gòu)成要素的詳細(xì)說(shuō)明。
如圖20A及圖20B所示，第1例中說(shuō)明的墊圏143和推斥力產(chǎn)生 機(jī)構(gòu)144也可由彈簧墊圈147 —體形成，彈簧墊圏147插通在帶螺紋 牙的軸142上，在緊固時(shí)與螺紋孔的周緣接觸，在解除推斥力抑制機(jī) 構(gòu)"5對(duì)推斥力的抑制后，由于其彈性形狀而作用推斥力，從而對(duì)構(gòu) 造部件220作用足夠的按壓力而與構(gòu)造部件220接觸，例如兼具墊圏 143和推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)144的功能，即，即使在不能通過(guò)足夠的緊固力 緊固的情況下，也會(huì)作用足夠的力而與螺紋孔周緣接觸，提高緊固力。
此時(shí)，本實(shí)施方式例中的螺釘P 5如圖20C所示，在緊固力增強(qiáng)前 借助推斥力抑制機(jī)構(gòu)145，逆著彈簧墊圍147的推斥力預(yù)先使彈簧墊圏 147和螺釘頭141 一體地緊貼而強(qiáng)制固定，另一方面，如圖20D所示， 在緊固到螺紋孔中后解除了緊貼時(shí)，在相對(duì)置的螺釘頭141的接合面 141a和螺紋孔周緣之間作用彈簧墊圈147的推斥力.
上面，舉出了第1例和第2例，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。 但是，本發(fā)明并一定限于上述機(jī)構(gòu)，在具有前述效果的范圍內(nèi)，可適 當(dāng)變更后實(shí)施。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明能很好地進(jìn)行例如接合任意被緊固部件彼此的螺釘?shù)木o固 操作或松開操作。
權(quán)利要求
1.一種螺釘，通過(guò)螺釘旋動(dòng)裝置被相對(duì)于在任意被緊固部件上對(duì)應(yīng)形成的螺紋孔，進(jìn)行緊固操作或松開操作，所述螺釘旋動(dòng)裝置的特征在于，具備裝置主體，設(shè)置有隨著規(guī)定交流電流的施加而產(chǎn)生規(guī)定的超聲波振動(dòng)的壓電元件、和基于前述超聲波振動(dòng)激發(fā)機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)端面；振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)，在前述振動(dòng)端面上與前述裝置主體固定成一體，通過(guò)與螺釘接觸而對(duì)該螺釘傳遞前述機(jī)械振動(dòng)，前述振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)具有摩擦件，所述摩擦件具有以能夠與形成在前述螺釘?shù)穆葆旑^上的頂端面面接觸的方式對(duì)應(yīng)形成的螺釘接觸面，實(shí)現(xiàn)與前述頂端面的摩擦接觸，從而將伴隨著前述超聲波振動(dòng)的前述機(jī)械振動(dòng)傳遞到前述螺釘上，前述螺釘?shù)奶卣髟谟?，螺釘頭的頂端面具有平坦面，所述平坦面由與前述螺釘旋動(dòng)裝置的摩擦件對(duì)應(yīng)的、沒(méi)有+、-刻印的圓形平坦要素構(gòu)成，并且，該螺釘頭的頂部周側(cè)部具有僅由圓形曲面要素構(gòu)成的周側(cè)部曲面。
2. —種螺釘，通過(guò)螺釘旋動(dòng)裝置被相對(duì)于在任意被緊固部件上對(duì) 應(yīng)形成的螺紋孔，進(jìn)行緊固操作或松開操作，所述螺釘旋動(dòng)裝置的特 征在于，具備裝置主體，設(shè)置有隨著規(guī)定交流電流的施加而產(chǎn)生規(guī) 定的超聲波振動(dòng)的壓電元件、和基于前述超聲波振動(dòng)激發(fā)機(jī)械振動(dòng)的 振動(dòng)端面；振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)，在前述振動(dòng)端面上與前述裝置主體固定成 一體，通過(guò)與前述螺釘接觸而對(duì)該螺釘傳遞前述機(jī)械振動(dòng)，所述螺釘中，突出豎立在螺釘頭的接合面中央的帶螺紋牙的軸被 旋入被緊固部件上對(duì)應(yīng)形成的螺紋孔中，暫時(shí)緊固到該螺紋孔中后， 提高前述螺釘頭的前述接合面和前述被緊固部件之間作用的按壓力而 增強(qiáng)緊固力，其特征在于，具備墊圈，插通在前述帶螺紋牙的軸上，在該螺釘緊固到前述被緊固 部件上時(shí)與前迷螺紋孔的周緣接觸，發(fā)揮該螺釘?shù)那笆鼍o固力；推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，作用將前述螺釘頭和該墊圏之間的間隔擴(kuò)開的 推斥力，提高該墊圈向前述被緊固部件的按壓力。
3. 如權(quán)利要求2所述的螺釘，其特征在于，前述螺釘還具有推斥 力抑制機(jī)構(gòu)，所述推斥力抑制機(jī)構(gòu)預(yù)先逆著前述推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的前 述推斥力而強(qiáng)制賦予接近力，在將該推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)壓縮的狀態(tài)下以規(guī)定間隔固定前述螺釘頭的前述接合面和相對(duì)置的前述墊圏端面，另 一方面，在向前述螺紋孔緊固后解除了該接近力的施加時(shí)，能夠釋放 該推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的該推斥力。
4. 如權(quán)利要求3所述的螺釘，其特征在于，前述推斥力抑制機(jī)構(gòu) 為粘接劑，在將前述推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)壓縮到前述螺釘頭的前述接合面 和相對(duì)置的前述墊圈端面接近至規(guī)定間隔的狀態(tài)下，所述粘接劑將前 述螺釘頭的前述接合面和相對(duì)置的前述墊圏端面粘接固定并硬化，另 一方面，在實(shí)施了規(guī)定處理時(shí)，能夠解除粘接固定而釋放前述推斥力 產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的前述推斥力。
5. 如權(quán)利要求3所述的螺釘，其特征在于，前述帶螺紋牙的軸， 在為了解除前述推斥力抑制機(jī)構(gòu)的前述接近力的施加而使用規(guī)定的解 除物質(zhì)時(shí)，在靠近前述螺紋牙的頸部位置上環(huán)狀突出地設(shè)置有浸液防 止機(jī)構(gòu)，該浸液防止機(jī)構(gòu)密閉該帶螺紋牙的軸和該螺紋孔之間的間隙， 防止該解除物質(zhì)向前述螺紋孔浸入。
6. 如權(quán)利要求2所述的螺釘，其特征在于，前述推斥力產(chǎn)生機(jī)構(gòu) 具有壓縮螺旋彈簧，所述壓縮螺旋彈簧由彈性部件構(gòu)成，以前述帶螺 紋牙的軸的頸部端部為中心螺旋狀巻繞，夾設(shè)在前述螺釘頭的前述接 合面和相對(duì)置的前述墊圏端面之間。
7. 如權(quán)利要求2所述的螺釘，其特征在于，前述墊圈和前述推斥 力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)由彈簧墊圈一體形成。
8. 如權(quán)利要求2所述的螺釘，其特征在于，前迷螺釘頭的頂端面 形成為沒(méi)有與前述螺釘旋動(dòng)裝置的前述振動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)嵌合的凹型 刻印的平坦面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種螺釘，通過(guò)螺釘旋動(dòng)裝置被相對(duì)于在任意被緊固部件上對(duì)應(yīng)形成的螺紋孔，進(jìn)行緊固操作或松開操作，螺釘頭的頂端面具有平坦面，平坦面由與螺釘旋動(dòng)裝置的摩擦件對(duì)應(yīng)的、沒(méi)有+、-刻印的圓形平坦要素構(gòu)成，并且，該螺釘頭的頂部周側(cè)部具有僅由圓形曲面要素構(gòu)成的周側(cè)部曲面。
文檔編號(hào)B25B23/00GK101566186SQ200910134730
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月21日
發(fā)明者川野洋, 平原達(dá)也 申請(qǐng)人:日本電信電話株式會(huì)社