(57)【要約】  【課題】ネジ又はナットに圧電素子を具備させて、締結対象部材に十分接するまで螺入し締結完了された後、顎部と締結対象部材とに対して締結力が作用したときに、締結トルクを発生して自己締結して時間の経過に伴う緩みを阻止することが可能なネジ、ナットと、その顎部が締結対象部材に十分接するまで予圧力を伝達する予圧伝達装置の提供。  【解決手段】締結ネジα１の緩み解消器１を、締結ネジヘッド１２上端面１２ａ中央に螺植した取付ネジ棒１４に外挿しかつ、締結ネジヘッド１２上端面１２ａに所定の交流電圧の印加に伴い超音波振動を発生する輪環形状の圧電素子部１１と、取付ネジ棒１４上端１４ａに螺合して圧電素子部１１を締結ネジヘッド１２上端面１２ａに挟み込む圧電素子部抑えナット１３と、を具備することにより、締結ネジヘッド１２上に一体冠着させる特徴的構成手段の採用。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
締結ネジヘッド顎部が締結対象部材に十分接して締結力が作用するまで螺入し締結完了された後、時間の経過に伴う緩みを阻止するために、発生した超音波振動に基づき当該締結力を予圧力として接触した締結対象部材との間で摩擦抵抗力を作用させ螺入方向に推進する締結トルクを発生し、当該締結トルクにより当該締結対象部材を自己締結する緩み解消器付締結ネジであって、
当該緩み解消器は、
当該締結ネジヘッド上端面中央に螺植した取付ネジ棒に外挿しかつ、締結ネジヘッド上端面に所定の交流電圧の印加に伴い前記超音波振動を発生する輪環形状の圧電素子部と、
当該取付ネジ棒上端に螺合して当該圧電素子部を前記締結ネジヘッド上端面に挟み込む圧電素子部抑えナットと、を具備することにより、前記締結ネジヘッド上に一体冠着する、
ことを特徴とする緩み解消器付締結ネジ。
【請求項２】
前記圧電素子部は、
前記ネジの所定の回転方向の回転軸をｘｙｚ直交座標系のｚ軸としたときに、ｙ軸をピッチ軸とするピッチ方向のたわみ振動を励振するピッチ方向のたわみ振動圧電素子と、
当該ピッチ軸と直交するｘ軸をロール軸とするロール方向のたわみ振動を励振するロール方向たわみ振動圧電素子と、を前記取付ネジ棒に螺合して貫通されたスペーサーナットを間に介層して積層し、
当該ピッチ方向たわみ振動圧電素子と当該ロール方向たわみ振動圧電素子とでそれぞれ所定の振幅と位相差とを持つ前記超音波振動を発生して、前記締結トルクが所定の回転方向となるよう前記交流電圧の印加可能に構成されたランジュバン振動子を採用する、
ことを特徴とする請求項１に記載の緩み解消器付締結ネジ。
【請求項３】
前記取付ネジ棒は、
下端を前記締結ネジヘッド上端面中央に螺植するのに代えて、
当該締結ネジヘッド上端面中央に下端を溶植して一体固設する、
ことを特徴とする請求項２に記載の緩み解消器付締結ネジ。
【請求項４】
前記緩み解消器は、
前記スペーサーナットに代えて、
前記取付ネジ棒の中間適宜箇所にスペーサー鍔部を一体形成する、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の緩み解消器付締結ネジ。
【請求項５】
前記緩み解消器は、
前記圧電素子部抑えナットに代えて、
前記取付ネジ棒上端に取付ネジ棒ヘッドを一体形成する、
ことを特徴とする請求項２、３又は４に記載の緩み解消器付締結ネジ。
【請求項６】
前記締結ネジヘッドと前記圧電素子部抑えナットは、
それぞれその外周面部位にネジ自体を締結対象部材に螺入する際又は前記取付ネジ棒に前記圧電素子部抑えナットを螺合して前記圧電素子部を一体に挟着する際に、外部から締付け回転力を加圧するための適切な引っかかりとなる稜角を両側に形成する平坦面形状部位を有する、
ことを特徴とする請求項２、３、４又は５に記載の緩み解消器付締結ネジ。
【請求項７】
前記締結ネジヘッド、及び圧電素子部抑えナットは、
それぞれの上端面中央に雌螺子孔を跨いで所定のドライバ先端が嵌合する雌型刻印を陥設して構成される、
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の緩み解消器付締結ネジ。
【請求項８】
締結ネジヘッド顎部が締結対象部材に十分接して締結力が作用するまで螺入し締結完了された後、時間の経過に伴う緩みを阻止するために、発生した超音波振動に基づき当該締結力を予圧力として接触した締結対象部材との間で摩擦抵抗力を作用させ螺入方向に推進する締結トルクを発生し、当該締結トルクにより当該締結対象部材を自己締結する緩み解消器付締結ネジであって、
当該緩み解消器は、
前記締結ネジヘッド上端面に所定の交流電圧の印加に伴い前記締結ネジヘッド顎部同心円上に進行する進行波弾性屈曲波を生成し、当該締結ネジヘッドの当該顎部上に当該進行波弾性屈曲波に基づく所定方向の前記超音波振動を発生する、輪環形状の進行波型超音波モータの振動子を圧電素子として具備する、
ことを特徴とする緩み解消器付締結ネジ。
【請求項９】
前記締結ネジヘッドは、
前記締結対象部材と接触する前記顎部上に固着された摩擦材を有する、
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載の緩み解消器付締結ネジ。
【請求項１０】
締結ボルトのヘッド顎部が締結対象部材に十分接して締結力が作用するまで当該締結ボルトに螺貫されて締結完了された後、時間経過に伴う緩みを阻止するために、発生した超音波振動に基づき当該締結力を予圧力として接触した締結対象部材との間で摩擦抵抗力を作用させ当該締結ボルトを螺貫方向に推進させる締結トルクを発生し、当該締結トルクにより当該締結ボルトの貫通突出端に螺合して当該締結ボルトに自己締結する緩み解消器付締結ナットであって、
当該緩み解消器は、
所定の交流電圧の印加に伴い前記超音波振動を発生する輪環形状の圧電素子部と、
前記締結ボルトの貫通突出端全長に取付螺子筒部の内側雌螺子孔を螺合し、前記締結対象部材に対接しかつ当該取付螺子筒部下端に一体形成するとともに当該取付螺子筒部に前記圧電素子部を外挿して載置する締結ナット鍔部と、を具備する、
ことを特徴とする緩み解消器付締結ナット。
【請求項１１】
前記緩み解消器は、
前記圧電素子部を前記締結ナット鍔部とで挟装する圧電素子部抑えナットを前記取付螺子筒部外側雄螺子上端に螺合し、
前記圧電素子部は、
前記ナットの所定の回転方向の回転軸をｘｙｚ直交座標系のｚ軸としたときに、ｙ軸をピッチ軸とするピッチ方向のたわみ振動を励振するピッチ方向のたわみ振動圧電素子と、
当該ピッチ軸と直交するｘ軸をロール軸とするロール方向のたわみ振動を励振するロール方向たわみ振動圧電素子と、を前記取付螺子筒部外側雄螺子に螺挿したスペーサーナットを間に介層して積層し、
当該ピッチ方向たわみ振動圧電素子と当該ロール方向たわみ振動圧電素子とでそれぞれ所定の振幅と位相差とを持つ前記超音波振動を発生して、前記締結トルクが所定の回転方向となるよう前記交流電圧の印加可能に構成されたランジュバン振動子を採用する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の緩み解消器付締結ナット。
【請求項１２】
前記取付螺子筒部は、
内周全長に亙り前記締結ボルトと対応する所定の前記雌螺子が形成され、前記圧電素子部を外側に所定間隔離して外周に配するよう外挿するとともに外側に前記スペーサーナットと前記圧電素子部抑えナットとのうちの１つと一体に成形される一方、一体形成の前記締結ナット鍔部に代えて締結ナットを外側に螺合配し、他方前記外周全長に亙り当該スペーサーナットと当該圧電素子部抑えナットのうちの分離形成された１つと当該締結ナットを螺合するよう雄螺子が形成される、
ことを特徴とする請求項１１に記載の緩み解消器付締結ナット。
【請求項１３】
締結ボルトのヘッド顎部が締結対象部材に十分接して締結力が作用するまで当該締結ボルトに螺貫されて締結完了された後、時間経過に伴う緩みを阻止するために、発生した超音波振動に基づき当該締結力を予圧力として接触した締結対象部材との間で摩擦抵抗力を作用させ当該締結ボルトを螺貫方向に推進させる締結トルクを発生し、当該締結トルクにより当該締結ボルトの貫通突出端に螺合して当該締結ボルトに自己締結する緩み解消器付締結ナットであって、
当該緩み解消器は、
所定の交流電圧の印加に伴い前記締結ナット上端面に前記締結ボルトを中心とした円周方向に進行する進行波弾性屈曲波を生成し、当該締結ナット下端面に当該進行波弾性屈曲波に基づく所定方向の前記超音波振動を発生する、輪環形状の進行波型超音波モータの振動子を圧電素子として具備する、
ことを特徴とする緩み解消器付締結ナット。
【請求項１４】
前記締結ナットは、
前記締結対象部材と接触する前記締結ナット下端面に固着された摩擦材を有する、
ことを特徴とする請求項１０、１１、１２又は１３に記載の緩み解消器付締結ナット。
【請求項１５】
前記請求項１乃至１４に記載された圧電素子を具備して当該圧電素子の超音波振動に基づき締結トルクを発生可能に構成された前記緩み解消器付締結ネジ又は締結ナットの締結に際して、当該締結ネジのヘッド顎部又は当該締結ナットの下端面が締結対象部材と十分接触して締結力を予圧力として利用可能となるまでの間に適用されて、当該締結ネジ又は当該締結ナットに外部から付与された螺入方向の予圧力を伝達するための予圧伝達装置であって、
前記螺入方向の外力を外部から受ける予圧受け部と、
当該締結ネジの前記ヘッド、当該締結ナット又は前記圧電素子部抑えナットの前記上端面と対向する押圧端面と突合接触し前記予圧受け部に付与された前記外力を当該締結ネジ又は当該締結ナットに伝達する予圧伝達部と、
当該予圧伝達部の外周面に固定されて当該予圧伝達部と一体に回転するベアリング内輪と、当該ベアリング内輪に転動体を介して外転するとともに当該予圧受け部の内周面に固定されたベアリング外輪を有するベアリングと、を具備する、
ことを特徴とする予圧伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩み解消器付締結ネジ及び締結ナット並びに予圧伝達装置に関し、詳しくは、締結対象部材に十分接して締結力が作用するまで螺入し締結完了された後、時間の経過に伴う緩みを阻止するために、発生した超音波振動に基づき当該締結力を予圧力として接触した締結対象部材との間で摩擦抵抗力を作用させ螺入方向に推進する締結トルクを発生し、当該締結トルクにより当該締結対象部材に自己締結する締結ネジ及び締結ナットと、その顎部が締結対象部材に十分接するまでの締結に直接使用される予圧伝達装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
ネジ、ボルト、ナットは、部材の接合手段として広く利用されている。ここで、ネジを締めるための手段としては、ネジの頭に、プラス若しくはマイナスの字の形の刻印を彫り、対応する先端を備えたドライバをその刻印に当てはめることで、ネジにネジの締付けるためのトルクを与えるものが一般的であり、ボルトとナットを用いて部材を接合する場合には、レンチやスパナ等によりボルトやナットに締付けるためのトルクを与えるようにしていた。
【０００３】
一方、高い回転トルクを発揮可能なアクチュエータとして、特に回転子の静止時において高静止トルクを得ることができる、例えば、以下に示す非特許文献１に開示された超音波モータが知られている。
【０００４】
【非特許文献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.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ネジ、ボルト及びナットを締めるためには、所定のドライバやレンチ、スパナ等の工具が必要なため、接合部位にネジ、ボルト及びナットの収納される空間の他に工具を用いて作業するための空間が必要であり、狭い部位での締結が困難であるという問題があった。また、締結時には十分な空間が確保できていても、その後周辺部材を構成する別部品の組み付けを行った結果、ネジ、ボルト又はナット周りの空間がなくなり、再締結作業が出来なくなる場合があった。
【０００６】
なお、締結後のネジ、ボルト及びナットは、例えば、振動を有する機械等に使用された場合、その機械を長時間運転した後には機械の振動等により緩んでしまうことがあり、再締結の作業が必要となることが多く、そのため、このような状況で使用されるネジ、ボルト及びナットは、定期的に緩みの点検作業が必要であった。
【０００７】
以上のような問題を解決するため、本願発明者は、ネジ、ボルト又はナットの締結トルクの付与に、例えば、上記非特許文献１に開示された超音波モータの固定子として用いられる圧電アクチュエータにより、ネジ、ボルト又はナットに対して超音波モータの回転子に与える機械振動と同じ超音波領域周波数の所定方向の機械振動を付与したときに、螺合するネジ山とネジ穴との摩擦抵抗力の案内規制を利用して締結トルクを発することを実験により見出し、ネジ、ボルト又はナットを用いた任意締結材の接合を行うための締結ネジ及び締結ナット並びに予圧伝達装置を創作するに至った。
【０００８】
ここにおいて、本発明の解決すべき主要な目的は、次のとおりである。
【０００９】
即ち、本発明の第１の目的は、締結ネジあるいは締結ナットに圧電素子を具備させて、締結対象部材に十分接するまで螺入し締結完了され完了された後、顎部と締結対象部材とに対して締結力が作用したときに、締結トルクを発生して自己締結して時間の経過に伴う緩みを阻止することが可能な緩み解消器付締結ネジ及びナット並びに予圧伝達装置を提供せんとするものである。
【００１０】
本発明の第２の目的は、圧電素子を具備させた締結ネジ又は締結ナットの顎部に作用する締結力が不十分である場合に、この締結ネジ又は締結ナットに外部から適切な予圧を伝達して締結トルクを発生させることが可能な緩み解消器付締結ネジ及び締結ナット並びに予圧伝達装置を提供せんとするものである。
【００１１】
本発明の第３の目的は、締結ネジ又は締結ナットに具備させた圧電素子に、超音波モータに使用されるランジュバン振動子または進行波型超音波モータの振動子を採用して超音波振動の振幅及び位相差を制御し所定方向の締結トルクを発生することが可能な緩み解消器付締結ネジ及び締結ナット並びに予圧伝達装置を提供せんとするものである。
【００１２】
本発明の他の目的は、明細書、図面、特に、特許請求の範囲の各請求項の記載から、自ずと明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
まず、本発明締結ネジにおいては、締結ネジヘッド上の緩み解消器が、締結ネジヘッド上端面中央に螺植した取付ネジ棒に外挿しかつ、締結ネジヘッド上端面に所定の交流電圧の印加に伴い前記超音波振動を発生する輪環形状の圧電素子部と、当該取付ネジ棒上端に螺合して当該圧電素子部を前記締結ネジヘッド上端面に挟み込む圧電素子部抑えナットと、を具備することにより、締結ネジヘッド上に一体冠着させる、という特徴的構成手段を講じる。
【００１４】
また、本発明締結ナットにおいては、締結ナット上の緩み解消器が、所定の交流電圧の印加に伴い超音波振動を発生する輪環形状の圧電素子部と、締結ボルトの貫通突出端全長に取付螺子筒部の内側雌螺子孔を螺合し、締結対象部材に対接しかつ当該取付螺子筒部下端に一体形成するとともに当該取付螺子筒部に圧電素子部を外挿して載置する締結ナット鍔部と、を具備させる、という特徴的構成手段を講じる。
【００１５】
一方、本発明予圧伝達装置においては、螺入方向の外力を外部から受ける予圧受け部と、締結ネジのヘッド、締結ナット又は圧電素子部抑えナットの上端面と対向する押圧端面と突合接触し予圧受け部に付与された外力を当該締結ネジ又は当該締結ナットに伝達する予圧伝達部と、当該予圧伝達部の外周面に固定されて当該予圧伝達部と一体に回転するベアリング内輪と、当該ベアリング内輪に転動体を介して外転するとともに当該予圧受け部の内周面に固定されたベアリング外輪を有するベアリングと、を具備させる、という特徴的構成手段を講じる。
【００１６】
さらに、具体的詳細に述べると、当該課題の解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念に亙る新規な特徴的構成手段を採用することにより、前記目的を達成するよう為される。
【００１７】
即ち、本発明締結ネジの第１の特徴は、締結ネジヘッド顎部が締結対象部材に十分接して締結力が作用するまで螺入し締結完了された後、時間の経過に伴う緩みを阻止するために、発生した超音波振動に基づき当該締結力を予圧力として接触した締結対象部材との間で摩擦抵抗力を作用させ螺入方向に推進する締結トルクを発生し、当該締結トルクにより当該締結対象部材を自己締結する緩み解消器付締結ネジであって、当該緩み解消器が、当該締結ネジヘッド上端面中央に螺植した取付ネジ棒に外挿しかつ、締結ネジヘッド上端面に所定の交流電圧の印加に伴い前記超音波振動を発生する輪環形状の圧電素子部と、当該取付ネジ棒上端に螺合して当該圧電素子部を前記締結ネジヘッド上端面に挟み込む圧電素子部抑えナットと、を具備することにより、前記締結ネジヘッド上に一体冠着してなる、緩み解消器付締結ネジの構成採用にある。
【００１８】
本発明締結ネジの第２の特徴は、上記本発明締結ネジの第１の特徴における前記圧電素子部が、前記ネジの所定の回転方向の回転軸をｘｙｚ直交座標系のｚ軸としたときに、ｙ軸をピッチ軸とするピッチ方向のたわみ振動を励振するピッチ方向のたわみ振動圧電素子と、当該ピッチ軸と直交するｘ軸をロール軸とするロール方向のたわみ振動を励振するロール方向たわみ振動圧電素子と、を前記取付ネジ棒に螺合して貫通されたスペーサーナットを間に介層して積層し、当該ピッチ方向たわみ振動圧電素子と当該ロール方向たわみ振動圧電素子とでそれぞれ所定の振幅と位相差とを持つ前記超音波振動を発生して、前記締結トルクが所定の回転方向となるよう前記交流電圧の印加可能に構成されたランジュバン振動子を採用してなる、緩み解消器付締結ネジの構成採用にある。
【００１９】
本発明締結ネジの第３の特徴は、上記本発明締結ネジの第２の特徴における前記取付ネジ棒が、下端を前記締結ネジヘッド上端面中央に螺植するのに代えて、当該締結ネジヘッド上端面中央に下端を溶植して一体固設してなる、緩み解消器付締結ネジの構成採用にある。
【００２０】
本発明締結ネジの第４の特徴は、上記本発明締結ネジの第２又は第３の特徴における前記緩み解消器が、前記スペーサーナットに代えて、前記取付ネジ棒の中間適宜箇所にスペーサー鍔部を一体形成してなる、緩み解消器付締結ネジの構成採用にある。
【００２１】
本発明締結ネジの第５の特徴は、上記本発明締結ネジの第２、第３又は第４の特徴における前記緩み解消器が、前記圧電素子部抑えナットに代えて、前記取付ネジ棒上端に取付ネジ棒ヘッドを一体形成してなる、緩み解消器付締結ネジの構成採用にある。
【００２２】
本発明締結ネジの第６の特徴は、上記本発明締結ネジの第２、第３、第４又は第５の特徴における前記締結ネジヘッドと前記圧電素子部抑えナットが、それぞれその外周面部位にネジ自体を締結対象部材に螺入する際又は前記取付ネジ棒に前記圧電素子部抑えナットを螺合して前記圧電素子部を一体に挟着する際に、外部から締付け回転力を加圧するための適切な引っかかりとなる稜角を両側に形成する平坦面形状部位を有してなる、緩み解消器付締結ネジの構成採用にある。
【００２３】
本発明締結ネジの第７の特徴は、上記本発明締結ネジの第１、第２、第３、第４、第５又は第６の特徴における前記締結ネジヘッド、及び圧電素子部抑えナットが、それぞれの上端面中央に雌螺子孔を跨いで所定のドライバ先端が嵌合する雌型刻印を陥設して構成されてなる、緩み解消器付締結ネジの構成採用にある。
【００２４】
本発明締結ネジの第８の特徴は、締結ネジヘッド顎部が締結対象部材に十分接して締結力が作用するまで螺入し締結完了された後、時間の経過に伴う緩みを阻止するために、発生した超音波振動に基づき当該締結力を予圧力として接触した締結対象部材との間で摩擦抵抗力を作用させ螺入方向に推進する締結トルクを発生し、当該締結トルクにより当該締結対象部材を自己締結する緩み解消器付締結ネジであって、当該緩み解消器が、前記締結ネジヘッド上端面に所定の交流電圧の印加に伴い前記締結ネジヘッド顎部同心円上に進行する進行波弾性屈曲波を生成し、当該締結ネジヘッドの当該顎部上に当該進行波弾性屈曲波に基づく所定方向の前記超音波振動を発生する、輪環形状の進行波型超音波モータの振動子を圧電素子として具備してなる、緩み解消器付締結ネジの構成採用にある。
【００２５】
本発明締結ネジの第９の特徴は、上記本発明締結ネジの第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７又は第８の特徴における前記締結ネジヘッドが、前記締結対象部材と接触する前記顎部上に固着された摩擦材を有してなる、緩み解消器付締結ネジの構成採用にある。
【００２６】
また、本発明締結ナットの第１の特徴は、締結ボルトのヘッド顎部が締結対象部材に十分接して締結力が作用するまで当該締結ボルトに螺貫されて締結完了された後、時間経過に伴う緩みを阻止するために、発生した超音波振動に基づき当該締結力を予圧力として接触した締結対象部材との間で摩擦抵抗力を作用させ当該締結ボルトを螺貫方向に推進させる締結トルクを発生し、当該締結トルクにより当該締結ボルトの貫通突出端に螺合して当該締結ボルトに自己締結する緩み解消器付締結ナットであって、当該緩み解消器が、所定の交流電圧の印加に伴い前記超音波振動を発生する輪環形状の圧電素子部と、前記締結ボルトの貫通突出端全長に取付螺子筒部の内側雌螺子孔を螺合し、前記締結対象部材に対接しかつ当該取付螺子筒部下端に一体形成するとともに当該取付螺子筒部に前記圧電素子部を外挿して載置する締結ナット鍔部と、を具備してなる、緩み解消器付締結ナットの構成採用にある。
【００２７】
本発明締結ナットの第２の特徴は、上記本発明締結ナットの第１の特徴における前記緩み解消器が、前記圧電素子部を前記締結ナット鍔部とで挟装する圧電素子部抑えナットを前記取付螺子筒部外側雄螺子上端に螺合し、前記圧電素子部が、前記ナットの所定の回転方向の回転軸をｘｙｚ直交座標系のｚ軸としたときに、ｙ軸をピッチ軸とするピッチ方向のたわみ振動を励振するピッチ方向のたわみ振動圧電素子と、当該ピッチ軸と直交するｘ軸をロール軸とするロール方向のたわみ振動を励振するロール方向たわみ振動圧電素子と、を前記取付螺子筒部外側雄螺子に螺挿したスペーサーナットを間に介層して積層し、当該ピッチ方向たわみ振動圧電素子と当該ロール方向たわみ振動圧電素子とでそれぞれ所定の振幅と位相差とを持つ前記超音波振動を発生して、前記締結トルクが所定の回転方向となるよう前記交流電圧の印加可能に構成されたランジュバン振動子を採用してなる、緩み解消器付締結ナットの構成採用にある。
【００２８】
本発明締結ナットの第３の特徴は、上記本発明締結ナットの第２の特徴における前記取付螺子筒部が、内周全長に亙り前記締結ボルトと対応する所定の前記雌螺子が形成され、前記圧電素子部を外側に所定間隔離して外周に配するよう外挿するとともに外側に前記スペーサーナットと前記圧電素子部抑えナットとのうちの１つと一体に成形される一方、一体形成の前記締結ナット鍔部に代えて締結ナットを外側に螺合配し、他方前記外周全長に亙り当該スペーサーナットと当該圧電素子部抑えナットのうちの分離形成された１つと当該締結ナットを螺合するよう雄螺子が形成してなる、緩み解消器付締結ナットの構成採用にある。
【００２９】
本発明締結ナットの第４の特徴は、締結ボルトのヘッド顎部が締結対象部材に十分接して締結力が作用するまで当該締結ボルトに螺貫されて締結完了された後、時間経過に伴う緩みを阻止するために、発生した超音波振動に基づき当該締結力を予圧力として接触した締結対象部材との間で摩擦抵抗力を作用させ当該締結ボルトを螺貫方向に推進させる締結トルクを発生し、当該締結トルクにより当該締結ボルトの貫通突出端に螺合して当該締結ボルトに自己締結する緩み解消器付締結ナットであって、当該緩み解消器が、所定の交流電圧の印加に伴い前記締結ナット上端面に前記締結ボルトを中心とした円周方向に進行する進行波弾性屈曲波を生成し、当該締結ナット下端面に当該進行波弾性屈曲波に基づく所定方向の前記超音波振動を発生する、輪環形状の進行波型超音波モータの振動子を圧電素子として具備してなる、緩み解消器付締結ナットの構成採用にある。
【００３０】
本発明締結ナットの第５の特徴は、上記本発明締結ナットの第1、第２、第３又は第４の特徴における前記締結ナットが、前記締結対象部材と接触する前記締結ナット下端面に固着された摩擦材を有してなる、緩み解消器付締結ナットの構成採用にある。
【００３１】
一方、本発明装置の第１の特徴は、上記本発明締結ネジの第１乃至第９の特徴及び上記本発明締結ナットの第１乃至第５の特徴における圧電素子を具備して当該圧電素子の超音波振動に基づき締結トルクを発生可能に構成された前記緩み解消器付締結ネジ又は締結ナットの締結に際して、当該締結ネジのヘッド顎部又は当該締結ナットの下端面が締結対象部材と十分接触して締結力を予圧力として利用可能となるまでの間に適用されて、当該締結ネジ又は当該締結ナットに外部から付与された螺入方向の予圧力を伝達するための予圧伝達装置であって、前記螺入方向の外力を外部から受ける予圧受け部と、当該締結ネジの前記ヘッド、当該締結ナット又は前記圧電素子部抑えナットの前記上端面と対向する押圧端面と突合接触し前記予圧受け部に付与された前記外力を当該締結ネジ又は当該締結ナットに伝達する予圧伝達部と、当該予圧伝達部の外周面に固定されて当該予圧伝達部と一体に回転するベアリング内輪と、当該ベアリング内輪に転動体を介して外転するとともに当該予圧受け部の内周面に固定されたベアリング外輪を有するベアリングと、を具備してなる、予圧伝達装置の構成採用にある。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、本発明締結ネジあるいは締結ナットに超音波モータの固定子に利用される圧電素子を搭載させたことにより、狭い空間等において、従来のドライバやレンチ、スパナ等を使用することなく外部から付与された予圧力または締結対象部材との締結力を利用して発生した超音波振動に基づき締結材との接触面にて摩擦抵抗力を作用させて締結トルクを発生し締結ネジ又は締結ナットが自己締結することで、締結完了された後の時間経過に伴う緩みを阻止することが可能となり、機械等の締結対象部材の振動による緩みに対しても工具等を用いずに容易に再締結が可能となる。
【００３３】
また、本発明締結ネジ又は締結ナットに具備させる圧電素子にランジュバン振動子を採用することで高出力の締結トルクを発生することが可能となるとともに、圧電素子にピッチ方向たわみ振動圧電素子とロール方向たわみ振動圧電素子とを採用することにより、励振する振動の振幅と位相差を制御が可能となり、所定の回転方向の締結トルクを発生させることができる。
【００３４】
さらに、圧電素子を挟装する緩み解消器を一体に構成することにより、締結ネジ又は締結ナットの構成を簡易にすることができ、しかも、締結ネジヘッドと圧電素子部抑えナットの外周面部位を平坦面形状部位とすることで圧電素子を具備した緩み解消器を容易に組み付けることが可能となる。
【００３５】
一方、締結ネジ又は締結ナットに搭載する圧電素子に進行波型超音波モータの振動子を採用したときには、圧電素子部の簡易な構造により小型化が可能であり、また、締結対象部材と接する顎部上に摩擦材を配することで、十分な締結トルクを効果的に発生することが可能となる。
【００３６】
加えて、本発明締結ネジ又は締結ナットに、本発明予圧伝達装置を介して外部から付与された予圧力を伝達するようにした場合には、締結ネジ又は締結ナットの回転をベアリングが空転して予圧受け部ではこの回転に追従しないように構成したことから、締結ネジ又は締結ナットの回転を妨げずに適切な予圧が付与可能となり、十分に締結対象部材に螺入せずに内部応力が作用して自己締結可能となる以前においても締結ネジ又は締結ナットに、ドライバやレンチ、スパナ等の工具を用いることなく締結トルクを発生させて締結することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態につき、添付の図面を参照しつつ、締結ネジ例１〜５、締結ナット例１〜５及び予圧伝達装置例を順に挙げて説明する。
【００３８】
（締結ネジ例１）
図１は、本発明締結ネジの実施形態例である締結ネジ例１の締結ネジα１の要部構成をその使用態様と共に示す図であり、同図（ａ）は、締結ネジ例１の外観を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、締結ネジ例１の組み付けを示す斜視図であり、同図（ｃ）は、締結された締結ネジ例１を一部断面にて示す垂直断面図であり、雌型刻印１２ｅ，１３ｅを省略して示している図である。
【００３９】
同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、本締結ネジ例１に係る締結ネジα１は、発生した超音波振動に基づき螺入方向に推進する締結トルクを発生し、この締結トルクにより自己締結するよう構成されて、締結ネジα１の緩み解消器１は、締結ネジヘッド１２上端面１２ａ中央に螺植した取付ネジ棒１４に外挿しかつ、上端面１２ａに所定の交流電圧の印加に伴い超音波振動を発生する輪環形状の圧電素子部１１と、取付ネジ棒１４上端に螺合してこの圧電素子部１１を締結ネジヘッド１２上端面１２ａに挟み込む圧電素子部抑えナット１３と、を具備することにより、締結ネジヘッド１２上に一体冠着する。
【００４０】
このとき、圧電素子部１１は、例えば、締結ネジα１の所定の回転方向の回転軸をｘｙｚ直交座標系のｚ軸としたときに、ｙ軸をピッチ軸とするピッチ方向のたわみ振動を励振するピッチ方向のたわみ振動圧電素子１１ａと、このピッチ軸と直交するｘ軸をロール軸とするロール方向のたわみ振動を励振するロール方向たわみ振動圧電素子１１ｂと、を取付ネジ棒１４に螺合して貫通されたスペーサーナット１１ｃを間に介層して積層するようにする。
【００４１】
これにより、圧電素子部１１は、このピッチ方向たわみ振動圧電素子１１ａとロール方向たわみ振動圧電素子１１ｂとでそれぞれ所定の振幅と位相差とを持つ超音波振動を発生して、締結トルクが所定の回転方向となるよう交流電圧の印加可能に構成されたランジュバン振動子として構成することができる。
【００４２】
また、ピッチ方向たわみ振動圧電素子１１ａとロール方向たわみ振動圧電素子１１ｂとで振動する超音波振動を、例えば、それぞれ９０度の位相差で振動するように構成することで、締結ネジα１を締める方向の回転方向の締結トルクを発生することが出来る。
【００４３】
さらに、締結ネジヘッド１２と圧電素子部抑えナット１３は、締結ネジα１自体を締結対象部材２１に螺入する際又は取付ネジ棒１４に圧電素子部抑えナット１３を螺合して圧電素子部１１を一体に挟着する際に、外部から締付け回転力を加圧するための適切な引っかかりとなる、それぞれその外周面部位１２ｂ，１３ｂに稜角を両側に形成された平坦面形状部位１２ｃ，１３ｃを有するようにするとよい。
【００４４】
なお、圧電素子部１１を具備した締結ネジα１が締結トルクを発生するには、例えば、締結ネジヘッド１２の顎部１２ｄと締結対象部材２１表面、及び、ネジ山２ａと締結対象部材２１のネジ穴と、の間に働く摩擦抵抗力が高くなければならず、そのためには、締結ネジヘッド１２に対して締結ネジα１の締結による推進方向に強い予圧力が作用することが必要である。
【００４５】
そこで、締結ネジα１は、締結ネジヘッド１２に圧電素子部１１を積層したことから、同図（ｃ）に示すように、顎部１２ｄが締結対象部材２１に十分接するまで螺入し締結完了されたときには、この螺入により、締結ネジヘッド１２に、ネジ部２のネジ山２ａの締結対象部材２１への螺入方向の締結力が作用することから、締結ネジヘッド１２にこの螺入方向の締結力が作用する。
【００４６】
したがって、この締結力が超音波モータの固定子として機能する締結ネジα１と回転子とみなすことができる締結対象部材２１とに対する予圧力として作用することから、再締結の際には別途特別な予圧力を必要とせずに、圧電素子部１１にて発生した超音波振動に基づき接触している締結対象部材２１との間で摩擦抵抗力を作用させて螺入方向に推進させる締結トルクを発生して、時間の経過に伴う締結ネジα１の緩みを阻止する等の自己締結を行うことが可能となる。
【００４７】
一方、締結ネジα１が締結対象部材２１に十分に螺入されずに締結力を予圧力とすることができず、締結ネジα１と締結対象部材２１との間に十分な摩擦抵抗力が作用しないときには、圧電素子部抑えナット１３の上端面１３ａに対して別途外部から螺入方向の予圧力を付与させることで、ネジ山２ａと締結対象部材２１との接触面において締結トルクを発生することが可能となり、ドライバ等を用いずとも締結することができる。
【００４８】
なお、このとき、締結ネジα１は、外部からの予圧力を作用させることにより締結するものに限定されず、例えば、締結ネジα１の組み付け前の締結ネジヘッド１２の上端面１２ａと、組み付け後の頂部となる圧電素子部抑えナット１３の上端面１３ａとの一方または双方に、所定のドライバ先端と対応する雌型刻印１２ｅ又は１３ｅを形成することにより、予圧力を付与させることなく所定のドライバ等の工具により締結することも可能である。
【００４９】
（締結ネジ例２）
次に、図２は、本発明締結ネジの他の実施形態例である締結ネジ例２の締結ネジα２の要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。なお、以下の本実施形態の説明で用いる各図面には、図１に示したものと同一又は同等な構成要素につき同一の符号を当てるものとし、当該構成要素の詳細な説明については省略するものとする。
【００５０】
同図に示すように、本締結ネジ例２に係る締結ネジα２は、取付ネジ棒１４が、上記締結ネジ例１に係る締結ネジα１の締結ネジヘッド１２の上端面１２ａ中央に螺植するのに代えて、締結ネジヘッド１２の上端面１２ａ中央に下端１４ｂを溶植して一体固設されたネジ棒付締結ネジヘッド１５により構成されており、ネジ棒付締結ネジヘッド１５は、締結ネジヘッド１２の上端面１２ａに相当する面に、例えば、圧電素子１１ａ，１１ｂを交互に挟みながらスペーサーナット１１ｃと圧電素子部抑えナット１３と螺合して、緩み解消器１として一体に挟装するように構成される。
【００５１】
（締結ネジ例３）
続いて、図３は、本発明締結ネジの他の実施形態例である締結ネジ例３の締結ネジα３の要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【００５２】
同図に示すように、本締結ネジ例３に係る締結ネジα３は、緩み解消器１が、上記締結ネジ例１に係る締結ネジα１のスペーサーナット１１ｃに代えて、取付ネジ棒１４の中間適宜箇所にスペーサー鍔部１６を一体に形成して構成されており、スペーサー鍔部１６は、その両上端面をそれぞれ圧電素子１１ａ，１１ｂを間に挟んで締結ネジヘッド１２と圧電素子部抑えナット１３と螺合して、緩み解消器１として一体に挟装するように構成される。
【００５３】
（締結ネジ例４）
引続き、図４は、本発明締結ネジの他の実施形態例である締結ネジ例４の締結ネジα４の要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【００５４】
同図に示すように、本締結ネジ例４に係る締結ネジα４は、緩み解消器１が、上記締結ネジ例１に係る締結ネジα１の圧電素子部抑えナット１３に代えて、取付ネジ棒１４上端１４ａに取付ネジ棒ヘッド１７を一体に形成して構成されており、取付ネジ棒ヘッド１７は、例えば、圧電素子１１ａ，１１ｂを交互に挟みながらスペーサーナット１１ｃと締結ネジヘッド１２と螺合して、緩み解消器１として一体に挟装するように構成される。
【００５５】
（締結ネジ例５）
さらに、図５は、本発明締結ネジの他の実施形態例である締結ネジ例５の締結ネジα５の要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【００５６】
同図に示すように、本締結ネジ例５に係る締結ネジα５は、圧電素子部１１に、上記締結ネジ例１〜４のランジュバン振動子として構成されたピッチ方向たわみ振動圧電素子１１ａとロール方向たわみ振動圧電素子１１ｂとスペーサーナット１１ｃとに代わり、緩み解消器１に、締結ネジヘッド１２上端面１２ａに所定の交流電圧の印加に伴い締結ネジヘッド１２顎部１２ｄ同心円上に進行する進行波弾性屈曲波を生成し、この締結ネジヘッド１２の顎部１２ｄ上に進行波弾性屈曲波に基づく所定方向の超音波振動を発生する、輪環形状の進行波型超音波モータの振動子１１ｄを圧電素子として具備して構成される。
【００５７】
このとき、締結ネジヘッド１２に、例えば、締結対象部材２１と接触する顎部１２ｄ上にてネジ部２を中心とした環状の溝が所定数形成されて摩擦抵抗力を高めた摩擦材１８を具備させてもよく、摩擦材１８により締結ネジα５にて発生した進行波弾性屈曲波を効果的に締結対象部材２１に伝達して締結トルクを発生することが可能となる。
【００５８】
なお、摩擦材１８は、上記締結ネジα１〜α４の顎部１２ｄに具備させて、例えば、ネジ部２のネジ山２ａだけでなく、顎部１２ｄ上に伝達した定在波に基づき発生した超音波振動から効果的に回転トルクを発生可能とするようにしても構わない。
【００５９】
また、本実施形態例における締結ネジα１〜α５は、締結対象部材２１に螺入するネジに限定されず、例えば、複数の締結対象部材２１，２１，…を接続するために所定のナットに螺入して締結されるボルトであってもよく、このボルトの締結ネジヘッド１２の上端面１２ａに、上記締結ネジ例１〜５に示した緩み解消器１を採用して構成されればよい。
【００６０】
したがって、この緩み解消器１を搭載して構成されたボルトもまた、締結ネジα１〜締結ネジα５と同様にして、超音波モータの固定子として機能する緩み解消器１に締結の際に作用する締結力あるいは外部から別途付与された予圧力を利用して所定の超音波振動を発生し、この超音波振動に基づき締結トルクを発生可能に構成される。
【００６１】
（締結ナット例１）
図６は、本発明締結ナットの実施形態例である締結ナット例１の締結ナットβ１の要部構成をその使用態様と共に示す図であり、同図（ａ）は、締結ナット例１の外観を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、締結ナット例１の組み付けを示す斜視図であり、図７は、本締結ナット例１における締結された締結ナットβ１を断面にて示す垂直断面図である。
【００６２】
図６（ａ）、（ｂ）及び図７で示すように、本締結ナット例１に係る締結ナットβ１は、締結ボルト２２のヘッド顎部２２ａが締結対象部材２３，２４に十分接して締結力が作用するまでこの締結ボルト２２に螺貫されて締結完了された後、時間経過に伴う緩みを阻止するために、発生した超音波振動に基づきこの締結力を予圧力として接触した締結対象部材２３との間で摩擦抵抗力を作用させ締結ボルト２２を螺貫方向に推進させる締結トルクを発生し、この締結トルクにより締結ボルト２２の貫通突出端２２ｂに螺合して締結ボルト２２に自己締結するよう構成される。
【００６３】
ここで、締結ナットβ１は、緩み解消器３として、所定の交流電圧の印加に伴い超音波振動を発生する輪環形状の圧電素子部３１と、締結ボルト２２の貫通突出端２２ｂ全長に取付螺子筒部３４の内側雌螺子孔３ａを螺合し、締結対象部材２３に対接しかつ取付螺子筒部３４下端に一体形成するとともに取付螺子筒部３４に圧電素子部３１を外挿して載置する取付ナット３５と、を具備する。
【００６４】
また、緩み解消器３は、例えば、圧電素子部３１を締結ナット鍔部３２とで挟装する圧電素子部抑えナット３３を取付螺子筒部３４外側雄螺子３ｂ上端に螺合し、この圧電素子部３１に、例えば、締結ナットβ１の所定の回転方向の回転軸をｘｙｚ直交座標系のｚ軸としたときに、ｙ軸をピッチ軸とするピッチ方向のたわみ振動を励振するピッチ方向のたわみ振動圧電素子３１ａと、このピッチ軸と直交するｘ軸をロール軸とするロール方向のたわみ振動を励振するロール方向たわみ振動圧電素子３１ｂと、を取付螺子筒部３４外側雄螺子３ｂに螺挿したスペーサーナット３１ｃを間に介層して積層するようにする。
【００６５】
これにより、圧電素子部３１は、このピッチ方向たわみ振動圧電素子３１ａとロール方向たわみ振動圧電素子３１ｂとでそれぞれ所定の振幅と位相差とを持つ超音波振動を発生して、締結トルクが所定の回転方向となるよう交流電圧の印加可能に構成されたランジュバン振動子として構成することができる。
【００６６】
また、ピッチ方向たわみ振動圧電素子３１ａとロール方向たわみ振動圧電素子３１ｂとで振動する超音波振動を、例えば、それぞれ９０度の位相差で振動するように構成することで、締結ナットβ１を締める方向の回転方向の締結トルクを発生することが出来る。
【００６７】
なお、圧電素子部３１を具備した締結ナットβ１が締結トルクを発生するには、例えば、締結ナット鍔部３２の下端面３２ｄと締結対象部材３１表面、及び、雌螺子孔３ａと締結ボルト２２のネジ山と、の間に働く摩擦抵抗力が高くなければならず、そのためには、締結ナットβ１に対して締結による推進方向に強い予圧力が作用することが必要である。
【００６８】
そこで、締結ナットβ１は、圧電素子部３１を具備することで、締結ボルト２２のヘッド顎部２２ａが締結対象部材２４に十分接するまで螺貫されて締結されたときには、この螺貫により、締結ナットβ１に、締結ナットβ１が締結ボルト２２に螺貫方向の締結力が作用することから、締結ナットβ１にこの螺貫方向の締結力が作用する。
【００６９】
したがって、この締結力が超音波モータの固定子として機能する締結ナットβ１と回転子とみなすことができる締結ボルト２２とに対する予圧力として作用することから、再締結の際には別途特別な予圧力を必要とせずに、圧電素子部３１にて発生した超音波振動に基づき接触している締結ボルト２２及び締結対象部材２３との間で摩擦抵抗力を作用させて締結トルクを発生して、時間の経過に伴う締結ナットβ１の緩みを阻止する等の自己締結を行うことが可能となる。
【００７０】
一方、締結ナットβ１が締結ボルト２２に十分に螺貫されずに締結力を予圧力とすることができず、締結ナットβ１と締結ボルト２２との間に十分な摩擦抵抗力が作用しないときには、圧電素子部抑えナット３３上端面３３ａに対して別途外部から螺入方向の予圧力を付与されることで、雌螺子孔３ａと締結ボルト２２との接触面において締結トルクを発生することが可能となり、ドライバ等を用いずとも締結することができる。
【００７１】
なお、このとき、締結ナットβ１は、外部からの予圧力を作用させることにより締結するものに限定されず、例えば、締結ナットβ１の締結ナット鍔部３２の下端面３２ｄと、圧電素子部抑えナット３３の上端面３３ａの外周面部位３２ｂ，３３ｂが所定のレンチあるいはスパナ等の形状と対応して嵌合する六角形等に形成することにより、予圧力を付与されることなく所定の工具により締結することも可能である。
【００７２】
（締結ナット例２）
次に、図８は、本発明締結ナットの他の実施形態例である締結ナット例２の締結ナットβ２の要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。なお、以下の本実施形態の説明で用いる各図面には、図６及び図７に示したものと同一又は同等な構成要素につき同一の符号を当てるものとし、当該構成要素の詳細な説明については省略するものとする。
【００７３】
同図に示すように、本締結ナット例２に係る締結ナットβ２は、上記締結ナット例１に係る締結ナットβ１の取付螺子筒部３４の構成を、一体形成の取付ナット３５の構成に代えて、内周全長に亙り締結ボルト２２と対応する所定の雌螺子孔３ａが形成され、圧電素子部１１を外側に所定間隔離して外周に配するよう外挿するとともに外側に、スペーサーナット３１ｃと一体に成形される一方、締結ナット鍔部３２を外側に螺合配し、他方外周全長に亙り分離形成された圧電素子部抑えナット３３と締結ナット鍔部３２を螺合するよう雄螺子３ｂが形成されて、スペーサー鍔部３６として構成される。
【００７４】
（締結ナット例３）
続いて、図９は、本発明締結ナットの他の実施形態例である締結ナット例３の締結ナットβ３の要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【００７５】
同図に示すように、本締結ナット例３に係る締結ナットβ３は、上記締結ナット例１に係る締結ナットβ１の取付螺子筒部３４の構成を、一体形成の取付ナット３５の構成に代えて、内周全長に亙り締結ボルト２２と対応する所定の雌螺子孔３ａが形成され、圧電素子部１１を外側に所定間隔離して外周に配するよう外挿するとともに外側に、圧電素子部抑えナット３３と一体に成形される一方、締結ナット鍔部３２を外側に螺合配し、他方外周全長に亙り分離形成されたスペーサーナット３１ｃと締結ナット鍔部３２を螺合するよう雄螺子３ｂが形成されて、螺子筒付ヘッド３７として構成される。
【００７６】
（締結ナット例４）
引続き、図１０は、本発明締結ナットの他の実施形態例である締結ナット例４の締結ナットβ４の要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【００７７】
同図に示すように、本締結ナット例４に係る締結ナットβ４は、上記締結ナット例１に係る締結ナットβ１の取付螺子筒部３４の構成を、一体形成の取付ナット３５の構成に代えて、締結ナット鍔部３２とスペーサーナット３１ｃと圧電素子部抑えナット３３とのそれぞれ内径に直接雌螺子孔３ａが形成されて、圧電素子３１ａ，３１ｂを挟みながら締付けボルト２３と螺合して、締結ナットβ４として一体に挟装するように構成される。
【００７８】
（締結ナット例５）
さらに、図１１は、本発明締結ナットの他の実施形態例である締結ナット例５の締結ナットβ５の要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【００７９】
同図に示すように、本締結ナット例５に係る締結ナットβ５は、圧電素子部３１に、上記締結ナット例１〜４のランジュバン振動子としれ構成されたピッチ方向たわみ振動圧電素子３１ａとロール方向たわみ振動圧電素子３１ｂとスペーサーナット３１ｃとに代わり、所定お交流電圧の印加に伴い締結ナット鍔部３２上端面３２ａに締結ボルト２２を中心とした円周方向に進行する進行波弾性屈曲波を生成し、この締結ナット鍔部３２の下端面３２ｄ上にこの進行波弾性屈曲波に基づく所定方向の超音波振動を発生する輪環形状の進行波型超音波モータの振動子３１ｄを具備して構成される。
【００８０】
このとき、締結ナット１２の下端面３２ｄに、例えば、締結対象部材２３と接触する面上にて雌螺子孔３ａを中心とした環状の溝を所定数形成されて摩擦抵抗力を高めた摩擦材３８を具備させてもよく、摩擦材３８により締結ナットβ５にて発生した進行波弾性屈曲波を効果的に締結対象部材２３に伝達して締結トルクを発生することが可能となる。
【００８１】
なお、摩擦材３８は、上記締結ナットβ１〜β４の下端面３２ｄに具備させて、例えば、雌螺子孔３ａだけでなく、下端面３２ｄ上に伝達した定在波に基づき発生した超音波振動から効果的に回転トルクを発生可能とするようにしても構わない。
【００８２】
（予圧伝達装置例）
図１２は、本発明装置の実施形態例である予圧伝達装置γの要部構成と共にその使用態様の例として本発明締結ネジα１の締結に適用させた場合を示す垂直断面図であり、本予圧伝達装置例では、締結ネジα１の締結に適用させた場合について説明するものの、圧電素子を具備して締結による推進方向に対して予圧力を付与することで締結トルクを発生可能な締結ネジα１〜α５及び締結ナットβ１〜β５に対して適用可能なものである。
【００８３】
同図に示すように、予圧伝達装置γは、圧電素子部１１を具備してこの圧電素子１１の超音波振動に基づき締結トルクを発生可能に構成された締結ネジα１の締結に際して、この締結ネジα１の締結ネジヘッド１２の顎部１２ｄが締結対象部材２１と十分接触して締結力を予圧力として利用可能となるまでの間に適用されて、締結ネジα１に別途外部から付与された図中矢印で示した螺入方向の予圧力を伝達するよう構成される。
【００８４】
そのため、予圧伝達装置γは、締結ネジα１の螺入方向の外力を外部から受ける予圧受け部４１と、締結ネジα１の締結ネジヘッド１２の顎部１２ｄと対向する押圧端面である上端面１３ａと突合接触し予圧受け部４１に付与された外力を締結ネジα１に伝達する予圧伝達部４２と、この予圧伝達部４２の外周面に固定されて予圧伝達部４２と一体に回転するベアリング内輪４３ａと、このベアリング内輪４３ａに転動体４３ｂを介して外転するとともに予圧受け部４１の内周面に固定されたベアリング外輪４３ｃを有するベアリング４３と、を具備して構成される。
【００８５】
これにより、予圧伝達装置γは、締結ネジα１が締結対象部材２１に十分螺入しておらず、ネジ部２のネジ山２ａが締結対象部材２１に螺入することにより顎部１２ｄを締結対象部材２１に押し付けるよう作用する締結力が十分に得られないとき等に、緩み解消器１に螺入方向の十分な予圧力を伝達して締結ネジα１に締結対象部材２１に螺入するための超音波振動に基づく締結トルクを発生させることが可能となり、従来のドライバ等を用いずとも締結対象部材２１に螺入することができる。
【００８６】
なお、予圧伝達装置γは、進行波型超音波モータの振動子１１ｄ，３１ｄを採用した締結ネジα５、締結ナットβ５においても、進行波弾性屈曲波は伝播されない締結ネジヘッド１２の上端面１２ａあるいは締結ナット鍔部３２の上端面３２ａに予圧伝達部４２にて接触するよう構成されることで、超音波振動を妨げることなく予圧を付与することが可能である。
【００８７】
以上、本発明の実施の形態につき、その締結ネジ例１〜５、締結ナット例１〜５及び予圧伝達装置例を順次挙げて説明したが、本発明は、必ずしも上述した手段にのみ限定されるものではなく、前述した効果を有する範囲内において、適宜、変更実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明締結ネジの実施形態例である締結ネジ例１の締結ネジの要部構成をその使用態様と共に示す図であり、同図（ａ）は、締結ネジ例１の外観を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、締結ネジ例１の組み付けを示す斜視図であり、同図（ｃ）は、締結された締結ネジ例１を一部断面にて示す垂直断面図であり、雌型刻印を省略して示している図である。
【図２】本発明締結ネジの他の実施形態例である締結ネジ例２の締結ネジの要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【図３】本発明締結ネジの他の実施形態例である締結ネジ例３の締結ネジの要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【図４】本発明締結ネジの他の実施形態例である締結ネジ例４の締結ネジの要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【図５】本発明締結ネジの他の実施形態例である締結ネジ例５の締結ネジの要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【図６】本発明締結ナットの実施形態例である締結ナット例１の締結ナットの要部構成をその使用態様と共に示す図であり、同図（ａ）は、締結ナット例１の外観を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、締結ナット例１の組み付けを示す斜視図である。
【図７】同上した締結された締結ナットを断面にて示す垂直断面図である。
【図８】本発明締結ナットの他の実施形態例である締結ナット例２の締結ナットの要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【図９】本発明締結ナットの他の実施形態例である締結ナット例３の締結ナットの要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【図１０】本発明締結ナットの他の実施形態例である締結ナット例４の締結ナットの要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【図１１】本発明締結ナットの他の実施形態例である締結ナット例５の締結ナットの要部構成をその使用態様と共に示す垂直断面図である。
【図１２】本発明予圧伝達装置の実施形態例である予圧伝達装置の要部構成と共にその使用態様の例として同上した締結ネジ例１の締結に適用させた場合を示す垂直断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
α１，α２，α３，α４，α５…締結ネジ
β１，β２，β３，β４，β５…締結ナット
γ…予圧伝達装置
１，３…緩み解消器
２…ネジ部
２ａ…ネジ山
３ａ…雌螺子孔
３ｂ…雄螺子
１１，３１…圧電素子部
１１ａ，３１ａ…ピッチ方向たわみ振動圧電素子（圧電素子）
１１ｂ，３１ｂ…ロール方向たわみ振動圧電素子（圧電素子）
１１ｃ，３１ｃ…スペーサーナット
１１ｄ…進行波型超音波モータの振動子
１２…締結ネジヘッド
１２ａ，１３ａ，３２ａ，３３ａ…上端面
１２ｂ，１３ｂ，３２ｂ，３３ｂ…外周面部位
１２ｃ，１３ｃ…平坦面形状部位
１２ｄ…顎部
１２ｅ，１３ｅ…雌型刻印
１３…圧電素子部抑えナット
１４…取付ネジ棒
１４ａ…上端
１４ｂ…下端
１５…ネジ棒付締結ネジヘッド
１６，３６…スペーサー鍔部
１７…取付ネジ棒ヘッド
１８，３８…摩擦材
２１，２３，２４…締結対象部材
２２…締結ボルト
２２ａ…ヘッド顎部
２２ｂ…貫通突出端
３２…締結ナット鍔部
３２ｄ…下端面
３３…圧電素子部抑えナット
３４…取付螺子筒部
３５…取付ナット
３７…螺子筒付ヘッド
４１…予圧受け部
４２…予圧伝達部
４３…ベアリング
４３ａ…ベアリング内輪
４３ｂ…転動体
４３ｃ…ベアリング外輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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