特許 7584515 ツールホルダのためのクランピングデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-07

(45)【発行日】2024-11-15

(54)【発明の名称】ツールホルダのためのクランピングデバイス

(51)【国際特許分類】

   B23B 31/107 20060101AFI20241108BHJP

【ＦＩ】

B23B31/107 Z

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022528009

(86)(22)【出願日】2020-11-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-01

(86)【国際出願番号】 EP2020082173

(87)【国際公開番号】W WO2021099230

(87)【国際公開日】2021-05-27

【審査請求日】2023-09-19

(31)【優先権主張番号】19210465.1

(32)【優先日】2019-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】520333435

【氏名又は名称】エービー サンドビック コロマント

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】マトリック， グンナル

(72)【発明者】

【氏名】ワスタールンド， ヨナス

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－６９３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１８１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平３－９８７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１７１２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第４９１５５５３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ３１／１０７、３１／２６

Ｂ２３Ｑ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ツールホルダシャンクをリリース可能に保持するためのクランピングデバイスであって、
ハウジング（３）と、
前記ハウジング（３）の内部に回転可能に載置されており、前端と、後端と、前記前端を交差してそこから後方に伸長するボア（５）と、を有し、前記ツールホルダシャンク（７１）を受容するための載置部位（７）が、前記ボア（５）の前端に提供されているスピンドル（２）と、
前記ボア（５）の内部にスライド可能に載置されており、前記ボアにおいて、その縦方向軸（Ｌ）に沿って、前進したリリース位置と引き込まれたロッキング位置との間を往復移動可能となるようになっているドローバー（８）と、
その前端にて前記ドローバー（８）の周りに配置されているかみ合い部材（２０）であって、前記前進したリリース位置から前記引き込まれたロッキング位置への前記ドローバー（８）のムーブメントの効果の下で、前記ツールホルダシャンク（７１）が、前記ボア（５）の前記載置部位（７）に出入することを、前記かみ合い部材（２０）が可能にする第１の位置から、前記かみ合い部材（２０）が、前記ツールホルダシャンク（７１）とのロッキングかみ合いにあり、それを前記スピンドル（２）に固定されたままにする第２の位置に移動可能であるかみ合い部材（２０）と、
前記ハウジング（３）の内部に配置されている作動部材（１３）であって、前記スピンドル（２）にスライド可能に載置されており、前記スピンドル（２）に対してその前記軸方向に移動可能となるようになっている作動部材（１３）と、
前記ハウジング（３）の内部に配置されているモーション転嫁メカニズム（３０）であって、前記スピンドル（２）に載置されており、前記スピンドル（２）に対しての前記作動部材（１３）の第１の軸方向（Ｄ）へのムーブメントを、前記ドローバー（８）の、前記前進したリリース位置から前記引き込まれたロッキング位置へのムーブメントに転嫁するよう構成されているモーション転嫁メカニズム（３０）と、
を含むクランピングデバイス（１）であって、
前記スピンドル（２）の複数の異なる側において、前記ハウジング（３）内に配置又はその上に載置されており、前記作動部材（１３）を、前記スピンドル（２）に対して軸方向に移動させるよう構成されている２つ又はそれ以上の油圧アクチュエータ（５０）であって、１つ又はそれ以上のピストン部材（５２ａ、５２ｂ）であって、それぞれが、前記スピンドル（２）の側にて、そこから離れて、前記油圧アクチュエータ（５０）の空間（５３）にスライド可能に受容されており、この前記空間（５３）において、前記縦方向軸（Ｌ）と平行に、油圧によって軸方向に移動可能となるようになっている、１つ又はそれ以上のピストン部材（５２ａ、５２ｂ）を、それぞれが含む、２つ又はそれ以上の油圧アクチュエータ（５０）と、
前記ハウジング（３）の内部に少なくとも部分的に配置されており、前記作動部材（１３）と前記油圧アクチュエータ（５０）の前記ピストン部材（５２ａ、５２ｂ）との間の接続を半径方向に形成するよう構成されている接続エレメント（６０）であって、前記ハウジング（３）に対しての前記ピストン部材（５２ａ、５２ｂ）の軸方向のムーブメントを、前記スピンドル（２）に対しての前記作動部材（１３）の、対応する軸方向のムーブメントに転嫁するよう構成されている接続エレメント（６０）と、
をさらに含むことを特徴とする、クランピングデバイス（１）。

【請求項2】

前記ドローバー（８）が、前記作動部材（１３）と前記モーション転嫁メカニズム（３０）との効果の下で、前記引き込まれたロッキング位置に押し込まれている際に、前記作動部材（１３）は、セルフロッキングの軸方向の位置を前記スピンドル（２）内又はこの上に想定するよう構成されており、これにより、前記ドローバー（８）を前記引き込まれたロッキング位置に維持するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のクランピングデバイス。

【請求項3】

前記油圧アクチュエータ（５０）は、その数が２つであり、前記スピンドル（２）の向かい合う側の双方において互いに向かい合って配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のクランピングデバイス。

【請求項4】

前記接続エレメント（６０）は、
それを通して、前記接続エレメントが前記作動部材（１３）に接続されている中央部（６１）と、
それぞれが、前記油圧アクチュエータ（５０）のそれぞれに対するものであり、それを通して、前記接続エレメントが、前記油圧アクチュエータの前記ピストン部材（５２ａ、５２ｂ）に接続されている数本のアーム（６２）と、
を含み、
前記アーム（６２）のそれぞれは、前記中央部（６１）に固定されており、前記中央部から半径方向に突出していることを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。

【請求項5】

前記油圧アクチュエータ（５０）のそれぞれは、第１及び第２のピストン部材とここで表されており、互いに向かい合って、互いに整列して配置されている２つの前記ピストン部材（５２ａ、５２ｂ）を含み、
前記第１及び第２のピストン部材（５２ａ、５２ｂ）のそれぞれは、他の前記ピストン部材に向いている第１の側と、他の前記ピストン部材に背を向けている反対側の第２の側と、を有し、
第１の油圧チャンバ（５４ａ）が、前記油圧アクチュエータ（５０）の前記空間（５３）内に、前記第１のピストン部材（５２ａ）の前記第２の側において形成されており、
第２の油圧チャンバ（５４ｂ）が、この空間（５３）内に、前記第２のピストン部材（５２ｂ）の前記第２の側において形成されており、
前記接続エレメント（６０）の前記アーム（６２）のそれぞれは、関連付けられている前記油圧アクチュエータ（５０）の前記第１及び第２のピストン部材（５２ａ、５２ｂ）の間の空間に受容される一部を有し、
前記接続エレメント（６０）は、前記油圧アクチュエータ（５０）のそれぞれの前記第１の油圧チャンバ（５４ａ）への作動油の供給により、前記第１の軸方向（Ｄ）に、及び、前記油圧アクチュエータ（５０）のそれぞれの前記第２の油圧チャンバ（５４ｂ）への作動油の供給により、反対の第２の軸方向に移動可能であることを特徴とする、
請求項４に記載のクランピングデバイス。

【請求項6】

前記油圧アクチュエータ（５０）のそれぞれの前記第１及び第２のピストン部材（５２ａ、５２ｂ）は、共に互いに軸方向に移動可能となるために、互いに固定して接続されていることを特徴とする、請求項５に記載のクランピングデバイス。

【請求項7】

前記油圧アクチュエータ（５０）のそれぞれの前記第１及び第２のピストン部材（５２ａ、５２ｂ）は、前記第１及び第２のピストン部材の間の前記空間にわたって、この空間に受容されている前記アーム（６２）の前記一部におけるリセス（６４）を通して伸長するシャフト（５６）を介して互いに接続されていることを特徴とする、請求項６に記載のクランピングデバイス。

【請求項8】

前記接続エレメント（６０）は、前記油圧アクチュエータ（５０）の前記第１及び第２のピストン部材（５２ａ、５２ｂ）の間に配置されている前記シャフト（５６）上に浮いていることを特徴とする、請求項７に記載のクランピングデバイス。

【請求項9】

前記シャフト（５６）のそれぞれは、関連付けられている前記アーム（６２）の前記リセス（６４）に遊びを持って受容されており、
好ましくはＯリングの形態での１つ又はそれ以上の弾性エレメント（６５）が、前記シャフト（５６）の周りに配置されており、前記リセス（６４）の内部の、前記シャフト（５６）と前記アーム（６２）との間に、前記接続エレメント（６０）と前記シャフトとの間の弾性接続を提供するために、取り付けられていることを特徴とする、
請求項８に記載のクランピングデバイス。

【請求項10】

前記アーム（６２）のそれぞれは、関連付けられている前記油圧アクチュエータ（５０）の前記第１及び第２のピストン部材（５２ａ、５２ｂ）の向かい合う前記第１の側の双方における接触面（５８ａ、５８ｂ）と、それらの前記ピストン部材（５２ａ、５２ｂ）の間の前記空間に受容されている前記アーム（６２）の前記一部の向かい合う側の双方における接触面（６８ａ、６８ｂ）を介して接触するよう構成されており、
前記アーム（６２）における前記接触面（６８ａ、６８ｂ）又は前記第１及び第２のピストン部材（５２ａ、５２ｂ）における前記接触面（５８ａ、５８ｂ）は、前記アーム（６２）と前記ピストン部材（５２ａ、５２ｂ）との間の線形接触を提供するために凸状に曲がっていることを特徴とする、
請求項５から請求項９のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。

【請求項11】

前記作動部材（１３）は、スリーブの形態を有し、
前記作動部材（１３）は、前記スピンドル（２）の周壁（１４）の周りに配置されており、この周壁（１４）にスライド可能に載置されており、前記スピンドル（２）に対して軸方向に移動可能となるようになっており、
前記作動部材（１３）は、前記接続エレメント（６０）に対して、前記スピンドル（２）と共に回転可能であることを特徴とする、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。

【請求項12】

前記作動部材（１３）は、前記接続エレメント（６０）の前記中央部（６１）において、円形の断面形状を持つリセス（６３）を通して伸長することを特徴とする、請求項４と組み合わせての、請求項１１に記載のクランピングデバイス。

【請求項13】

前記モーション転嫁メカニズム（３０）は、前記スピンドル（２）の周方向に間隔があけられている２つ又はそれ以上のウェッジ（３１）を含み、
前記ウェッジ（３１）のそれぞれは、前記スピンドル（２）の前記周壁（１４）を通して半径方向に伸長するアパーチャ（３２）のそれぞれに受容されており、
前記ウェッジ（３１）は、それらが、関連付けられている前記アパーチャ（３２）において半径方向に内向きに押されている際に、前記ドローバー（８）を、前記引き込まれたロッキング位置に向けて押すよう構成されており、
前記ウェッジ（３１）のそれぞれは、前記スピンドル（２）から外に向いている第１の受圧面（３３）を含み、
前記作動部材（１３）には、その内側において、前記ウェッジのそれぞれにおける前記第１の受圧面（３３）と接触するために内に向いている第１の加圧面（３４）が提供されており、
前記第１の加圧面（３４）は、前記第１の軸方向（Ｄ）に見て長くなる前記縦方向軸（Ｌ）までの半径方向の距離を有し、
前記第１の加圧面（３４）は、前記作動部材（１３）が前記第１の軸方向（Ｄ）に動かされる際に、前記ウェッジのそれぞれにおける前記第１の受圧面（３３）を押すことにより、前記ウェッジ（３１）のそれぞれを、関連付けられている前記アパーチャ（３２）において半径方向に内向きに押すよう構成されていることを特徴とする、
請求項１１又は１２に記載のクランピングデバイス。

【請求項14】

前記第１の加圧面（３４）と前記第１の受圧面（３３）とは、前記縦方向軸（Ｌ）に対して、前記ドローバー（８）が、前記作動部材（１３）と前記ウェッジ（３１）との効果の下で、前記引き込まれたロッキング位置に押し込まれている際に、前記ウェッジ（３１）が、前記作動部材（１３）を、前記スピンドル（２）におけるセルフロッキングの軸方向の位置に維持するそのような角度αにより傾いていることを特徴とする、請求項１３に記載のクランピングデバイス。

【請求項15】

前記ドローバー（８）は、前記作動部材（１３）と前記モーション転嫁メカニズム（３０）との効果の下で、前記前進したリリース位置から前記引き込まれたロッキング位置に、前記スピンドル（２）の内部に配置されているリリーススプリング（１７）からのスプリング力の作用に抗して移動可能であることを特徴とする、請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ツールホルダを工作機械に接続するために使用されることが意図されている、請求項１のプリアンブルに係るクランピングデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

金属切削のための工作機械の分野内では、例えば、ドリル又はミリングツールの形態での、金属材料のワークピースを加工するために使用される切削ツールはしばしば、ツールホルダに固定され、これと共に回される。これはその後、工作機械の回転可能スピンドルに取り外し可能にクランプされ、そのスピンドルと共に回されてよい。そのようなツールホルダのシャンクを、スピンドルに配置されているクランピングメカニズムを用いて、回転可能スピンドルにクランプすることが、以前より知られている。切削ツールの交換が必要な際に、ツールホルダはスピンドルからリリースされ、別の切削ツールが付いた新たなツールホルダが、スピンドルにクランプされる。

【0003】

自動ツール交換作業に適合されているクランピングメカニズムを持つスピンドルを含むクランピングデバイスが、ＥＰ１４６８７６７Ｂ１から以前より知られている。ＥＰ１４６８７６７Ｂ１に係るクランピングデバイスでは、第１のドローバーの形態での作動部材が、スピンドルの内部にスライド可能に載置されており、これは、第２のドローバーの軸方向の変位を、それらのドローバー間に配置されている多くの協働ウェッジを含む力増幅メカニズムを介して達成するよう構成されている。スピンドルの内部のガススプリングは、２つのドローバーを引き込まれたロッキング位置に付勢するよう構成されている。ここでは、ツールホルダがスピンドルにクランプされている。油圧ピストンは、２つのドローバーの、ツールホルダがスピンドルからリリースされてよい前進したリリース位置への変位を達成するために、ガススプリングの後端にて、ピストンに作用するよう構成されていてよい。しかし、この以前より知られているクランピングデバイスは、比較的長い軸方向の広がりを有し、したがって、クランピングデバイスに対して利用可能な軸方向の空間が限られているツールタレットの外縁にて、ツールホルダが取り外し可能に固定されている際には、このタイプのクランピングデバイスを使用することには適していない。

【0004】

本発明の目的は、新しくて好ましいデザインを有し、工作機械のツールタレットとの使用に適している、上述するタイプのクランピングデバイスを提供することである。

【発明の概要】

【0005】

本発明によると、本目的は、請求項１に画定される特徴を有するクランピングデバイスを用いて達成される。

【0006】

本発明に係るクランピングデバイスは、
ハウジングと、
ハウジングの内部に回転可能に載置されており、前端と、後端と、前端を交差してそこから後方に伸長するボアと、を有し、ツールホルダシャンクを受容するための載置部位が、ボアの前端に提供されているスピンドルと、
ボアの内部にスライド可能に載置されており、ボアにおいて、その縦方向軸に沿って、前進したリリース位置と引き込まれたロッキング位置との間を往復移動可能となるようになっているドローバーと、
その前端にてドローバーの周りに配置されているかみ合い部材であって、前進したリリース位置から引き込まれたロッキング位置へのドローバーのムーブメントの効果の下で、ツールホルダシャンクが、ボアの載置部位に出入することを、かみ合い部材が可能にする第１の位置から、かみ合い部材が、ツールホルダシャンクとのロッキングかみ合いにあり、それをスピンドルに固定されたままにする第２の位置に移動可能であるかみ合い部材と、
ハウジングの内部に配置されている作動部材であって、スピンドルにスライド可能に載置されており、スピンドルに対してその軸方向に移動可能となるようになっている作動部材と、
ハウジングの内部に配置されているモーション転嫁メカニズムであって、スピンドルに載置されており、スピンドルに対しての作動部材の第１の軸方向へのムーブメントを、ドローバーの、前進したリリース位置から引き込まれたロッキング位置へのムーブメントに転嫁するよう構成されているモーション転嫁メカニズムと、
スピンドルの複数の異なる側において、ハウジング内に配置又はその上に載置されており、作動部材を、スピンドルに対して軸方向に移動させるよう構成されている２つ又はそれ以上の油圧アクチュエータであって、１つ又はそれ以上のピストン部材であって、それぞれが、スピンドルの側にて、そこから離れて、油圧アクチュエータの空間にスライド可能に受容されており、この空間において、縦方向軸と平行に、油圧によって軸方向に移動可能となるようになっている、１つ又はそれ以上のピストン部材を、それぞれが含む、２つ又はそれ以上の油圧アクチュエータと、
ハウジングの内部に少なくとも部分的に配置されており、作動部材と油圧アクチュエータのピストン部材との間の接続を半径方向に形成するよう構成されている接続エレメントであって、ハウジングに対してのピストン部材の軸方向のムーブメントを、スピンドルに対しての作動部材の、対応する軸方向のムーブメントに転嫁するよう構成されている接続エレメントと、
を含む。

【0007】

その複数の異なる側において、スピンドルの側に置かれている油圧アクチュエータを用いて、ドローバーの軸方向のムーブメントを制御することにより、軸方向に多くの空間を占めるガススプリング又は同様のものは、ドローバーの軸方向のムーブメントを制御するために必要なく、これは、クランピングデバイスを軸方向にコンパクトにすることができることを暗示する。クランピングデバイスはしたがって、ツールタレットでの使用に好適となる。さらに、作動部材を移動させることと、これによる、ドローバーのムーブメントを達成することと、のための油圧アクチュエータの使用は、本発明に係るクランピングデバイスが、自動ツール交換作業での使用に好適となることを暗示する。

【0008】

本発明に係るクランピングデバイスは、工作機械のツールタレットに載置されてよい。ここでは、クランピングデバイスの回転可能スピンドルは、ツールタレットにおけるドライブメカニズムに接続されている、又は、これに接続可能である。しかし、クランピングデバイスは、ツールタレットでの使用に限定されない。それどころか、クランピングデバイスの回転可能スピンドルは、工作機械のメインスピンドルを構成し得る、又は、いずれの中間ツールタレットなく、そのようなメインスピンドルに接続され得る。

【0009】

本発明の１つの実施形態によると、ドローバーが、作動部材とモーション転嫁メカニズムとの効果の下で、引き込まれたロッキング位置に押し込まれている際に、作動部材は、セルフロッキングの軸方向の位置をスピンドル内又はこの上に想定するよう構成されており、これにより、ドローバーを引き込まれたロッキング位置に維持するようになっている。これによって、作動部材は、スピンドルの回転中、ドローバーを、引き込まれたロッキング位置に、油圧アクチュエータからのいずれの外力を必要とすることなく、維持することができる。これは、スピンドルと作動部材とが静止位置にある際に、作動部材は、ツール交換作業に関連して、油圧アクチュエータからの力のみを受ける必要があることを暗示する。これによって、スピンドルの回転中、作動部材と接続エレメントとの間、及び／又は、接続エレメントと油圧アクチュエータのピストン部材との間の摩擦力が回避されてよい、又は、少なくとも非常に低いレベルまで下げられてよい。

【0010】

本発明の別の実施形態によると、接続エレメントは、それを通して、接続エレメントが作動部材に接続されている中央部と、それぞれが、油圧アクチュエータのそれぞれに対するものであり、それを通して、接続エレメントが、油圧アクチュエータのピストン部材に接続されている数本のアームと、を含み、アームのそれぞれは、中央部に固定されており、中央部から半径方向に突出している。

【0011】

本発明の別の実施形態は、
油圧アクチュエータのそれぞれは、第１及び第２のピストン部材とここで表されており、互いに向かい合って、互いに整列して配置されている２つのそのようなピストン部材を含み、
第１及び第２のピストン部材のそれぞれは、他のピストン部材に向いている第１の側と、他のピストン部材に背を向けている反対側の第２の側と、を有し、第１の油圧チャンバが、油圧アクチュエータの空間内に、第１のピストン部材の第２の側において形成されており、第２の油圧チャンバが、この空間内に、第２のピストン部材の第２の側において形成されており、
接続エレメントのアームのそれぞれは、関連付けられている油圧アクチュエータの第１及び第２のピストン部材の間の空間に受容される一部を有し、
接続エレメントは、油圧アクチュエータのそれぞれの第１の油圧チャンバへの作動油の供給により、第１の軸方向に、及び、油圧アクチュエータのそれぞれの第２の油圧チャンバへの作動油の供給により、反対の第２の軸方向に移動可能であることを特徴とする。

【0012】

ピストン部材と接続エレメントとのこの配置により、必要な力を、ピストン部材から作動部材に、シンプルかつ確実に転嫁することが可能となる。

【0013】

本発明の別の実施形態によると、油圧アクチュエータのそれぞれの第１及び第２のピストン部材は、共に互いに軸方向に移動可能となるために、互いに固定して接続されている。油圧アクチュエータの安定性が、これによって改善される。

【0014】

本発明の別の実施形態によると、油圧アクチュエータのそれぞれの第１及び第２のピストン部材は、第１及び第２のピストン部材の間の空間にわたって、この空間に受容されているアームの一部におけるリセスを通して伸長するシャフトを介して互いに接続されている。この場合では、油圧アクチュエータのピストン部材の間のシャフトが、接続エレメントに対するサスペンションポイントとして使用されてよい。

【0015】

本発明の別の実施形態によると、そのようなシャフトのそれぞれは、関連付けられているアームのリセスに遊びを持って受容されており、好ましくはＯリングの形態での１つ又はそれ以上の弾性エレメントが、シャフトの周りに配置されており、リセスの内部の、シャフトとアームとの間に、接続エレメントとシャフトとの間の弾性接続を提供するために、取り付けられている。接続エレメントのアームは、作動部材のムーブメント中、曲げモーメントを受けてよい。弾性エレメントは、接続エレメントのアームの小さい曲げムーブメントを吸収することが可能となり、これにより、ピストン部材が、接続エレメントのアームから転嫁された曲げモーメントにより悪影響を受けることを防いでよい。

【0016】

本発明の別の実施形態によると、アームのそれぞれは、関連付けられている油圧アクチュエータの第１及び第２のピストン部材の向かい合う第１の側の双方における接触面と、それらのピストン部材の間の空間に受容されているアームの一部の向かい合う側の双方における接触面を介して接触するよう構成されており、アームにおける接触面又は第１及び第２のピストン部材における接触面は、アームとピストン部材との間の線形接触を提供するために凸状に曲がっている。接触面のこの配置は、接続エレメントのアームに、ピストン部材に対して旋回する一定の自由度を与えることとなり、これは、ピストン部材が、接続エレメントのアームから転嫁された曲げモーメントによる悪影響を受けることから保護してよい。

【0017】

本発明の別の実施形態によると、作動部材は、スリーブの形状を有し、作動部材は、スピンドルの周壁の周りに配置されており、この周壁にスライド可能に載置されており、スピンドルに対して軸方向に移動可能となるようになっており、作動部材は、接続エレメントに対して、スピンドルと共に回転可能である。この場合では、作動部材は、接続エレメントの中央部において、円形の断面形状を持つリセスを通して伸長してよい。

【0018】

本発明の別の実施形態は、
モーション転嫁メカニズムは、スピンドルの周方向に間隔があけられている２つ又はそれ以上のウェッジを含み、
ウェッジのそれぞれは、スピンドルの周壁を通して半径方向に伸長するアパーチャのそれぞれに受容されており、
ウェッジは、それらが、関連付けられているアパーチャにおいて半径方向に内向きに押されている際に、ドローバーを、引き込まれたロッキング位置に向けて押すよう構成されており、
ウェッジのそれぞれは、スピンドルから外に向いている第１の受圧面を含み、
作動部材には、その内側において、ウェッジのそれぞれにおける第１の受圧面と接触するために内に向いている第１の加圧面が提供されており、
第１の加圧面は、第１の軸方向に見て長くなる縦方向軸までの半径方向の距離を有し、
第１の加圧面は、作動部材が第１の軸方向に動かされる際に、ウェッジのそれぞれにおける第１の受圧面を押すことにより、ウェッジのそれぞれを、関連付けられているアパーチャにおいて半径方向に内向きに押すよう構成されていることを特徴とする。

【0019】

第１の加圧面は、第１の軸方向に長くなる、縦方向軸までの半径方向の距離を有するため、第１の軸方向への作動部材のムーブメントは、第１の加圧面により、ウェッジのそれぞれの第１の受圧面に圧力を適用させることとなる。この圧力は、半径方向のコンポーネントを有することとなり、ウェッジのそれぞれが、半径方向に内向きに、縦方向軸に向かって押されるようなる。

【0020】

本発明の別の実施形態によると、第１の加圧面と第１の受圧面とは、縦方向軸に対して、ドローバーが、作動部材とウェッジとの効果の下で、引き込まれたロッキング位置に押し込まれている際に、ウェッジが、作動部材を、スピンドルにおけるセルフロッキングの軸方向の位置に維持するそのような角度αにより傾いている。この場合では、第１の加圧面と第１の受圧面とは双方とも、スピンドルを通る縦方向の断面に見た際に、同じ方向に伸長する。角度αは、ドローバーが、ボアの内部を、引き込まれたロッキング位置に変位している際に、作動部材が、ウェッジに対してセルフロッキングの軸方向の位置となるよう、セルフロック閾値角度未満となるよう選ばれる。セルフロッキングの軸方向の位置を得るため、角度αは、十分小さくあるべき、つまり、セルフロック閾値角度未満であるべきである。セルフロッキングの軸方向の位置とは、軸方向の位置を指す。ここでは、ウェッジのそれぞれの第１の受圧面と作動部材の第１の加圧面との間の静止摩擦力が、縦方向軸に鉛直する半径方向に、ウェッジに適用された力により引き起こされた、摩擦の面において対抗する力より大きい。したがって、セルフロッキングの軸方向の位置は、ウェッジのそれぞれの第１の受圧面と作動部材の第１の加圧面との間の摩擦の係数に依存する角度範囲内に得られる。この摩擦の係数は、使用される材料、表面コーティング、潤滑剤の使用など、各種のパラメータに依存する。したがって、セルフロック閾値角度は、そのようなパラメータによって決まる。当業者であれば、各特定のケースに適用するセルフロック閾値角度を、共通の一般知識、及び／又は、日常の実験、又は、特定の角度が、そのようなセルフロック閾値角度未満であるか否かの少なくとも予測又は査定を使用することにより、特定できるであろう。一般的に、セルフロック閾値角度を十分に下回り、これにより、セルフロッキング構成を確かなものとする角度αを選ぶことが好ましい。小さい角度αは、作動部材の比較的長い軸方向の変位が、ドローバーの比較的短い軸方向の変位をもたらすことを暗示するという事実のおかげで、小さい角度αを使用することのさらなる恩恵は、力を増幅する効果が達成されることである。しかし、小さすぎる角度αは非効率なものとなり、現実的には良好に機能しない場合がある。例えば、非常に小さい角度αは、それが、作動部材をセルフロッキングの軸方向の位置からリリースすることが難しいということを示す場合がある。角度αは、好適には、２°と１０°との間にある。角度αがこの範囲内であれば、セルフロッキング効果、同様に、力を増幅する適切な効果が達成されてよい。

【0021】

本発明の別の実施形態によると、ドローバーは、作動部材とモーション転嫁メカニズムとの効果の下で、前進したリリース位置から引き込まれたロッキング位置に、スピンドルの内部に配置されているリリーススプリングからのスプリング力の作用に抗して移動可能である。したがって、リリーススプリングは、作動部材が、第１の軸方向とは反対の第２の軸方向に動かされる際に、ドローバーを、前進したリリース位置に向けて移動させるよう構成されている。リリーススプリングは、作動部材が第２の軸方向に動かされるとすぐに、ドローバーが、前進したリリース位置に向けて押されることを確かにしてよい。リリーススプリングはまた、モーション転嫁メカニズムの異なるコンポーネントが、特定の軸方向の圧力の下で常に保たれ、これにより、互いに密着して、互いに対して、及び、作動部材とドローバーとに対して、正しい位置に維持されることをも確かにしてよい。

【0022】

本発明に係るクランピングデバイスのさらに好適な特徴が、以下の説明と、従属請求項と、からわかるであろう。

【0023】

以下の添付の図面を参照して、例として示す、本発明の実施形態の具体的な説明が以下に続く。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の１つの実施形態に係るクランピングデバイスの斜視図である。

【図2】図１のクランピングデバイスの前面図である。

【図3】図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩに係る切断図である。

【図4】図２の線ＩＶ－ＩＶに係る切断図である。

【図5】図３の線Ｖ－Ｖに係る切断図である。

【図6】ツールホルダが、クランピングデバイスのスピンドルにクランプされている、図１のクランピングデバイスに含まれる各部の部分的切断側面図である。

【図7】図６に示すクランピングデバイスの各部の部分的切断斜視図である。

【図8】ツールホルダが、スピンドルにクランプされている、図６に示す、ツールホルダと、クランピングデバイスのいくつかの部分と、を通る縦方向の断面図である。

【図9】図８に示す、ツールホルダと、クランピングデバイスの各部と、の上からの平面図であるが、作動部材は、スピンドルから取り外されている。

【図10】ツールホルダが、スピンドルから取り外されている、図８に示す、ツールホルダと、クランピングデバイスの各部と、の部分的切断斜視図である。

【図11】ツールホルダがクランプされていない状態にある、図８に示す、ツールホルダと、クランピングデバイスの各部と、の側面図である。

【図12】ツールホルダがクランプされていない状態にある、図８に示す、ツールホルダと、クランピングデバイスの各部と、を通る縦方向の断面図である。

【図13】図１１の線ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩに係る断面図である。

【図14】本発明の別の実施形態に係るクランピングデバイスの模式的な部分的切断側面図である。

【図15】図１４の線ＸＶ－ＸＶに係る断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の１つの実施形態に係るクランピングデバイス１を、図１から図５に示す。クランピングデバイス１は、クランピングデバイスにおいて、ツールホルダ７０（図６及び図８から図１２に極めて模式的に示す）を、回転可能スピンドル２にリリース可能にクランプし、ツールホルダ７０に固定されている切削ツール（図示せず）を用いてのワークピースの加工を可能にするよう構成されている。

【0026】

スピンドル２は、クランピングデバイス１のハウジング３に、例えば、テーパードローラーベアリング４ａ及びボールベアリング４ｂ、又は、いずれの他の適しているタイプのローリングベアリングの形態でのローリングベアリング４ａ、４ｂを用いて、回転可能に載置されている。スピンドル２は、前端２ａと、後端２ｂと、前端２ａを交差してそこから後方に伸長するボア５と、を有する。したがって、ボア５は、スピンドルの前端２ａにて、入口開口５ａ（図１及び図１０を参照されたい）を有する。

【0027】

図１から図５に示す実施形態では、クランピングデバイス１は、ハウジング３に、例えば、ボールベアリング１８ａ及びローラーベアリング１８ｂ、又は、いずれの他の適しているタイプのローリングベアリングの形態でのローリングベアリング１８ａ、１８ｂを用いて、回転可能に載置されているドライブシャフト１６を含む。ドライブシャフト１６は、スピンドル２に向いている第１の端１６ａと、スピンドルに背を向けている反対側の第２の端１６ｂと、を有する。ドライブシャフト１６は、工作機械のツールタレットにおけるドライブメカニズムなどの、工作機械のドライブメカニズムに、ドライブシャフトの第２の端１６ｂにて、接続ピン６を介して、ドライブシャフト１６を、ドライブメカニズムにより回転駆動できるようにするために、接続可能である。ドライブシャフト１６は、スピンドル２に、その第１の端１６ａにてドライブシャフト１６に回転不可能に固定されている第１のベベルギア１９ａと、第１のベベルギア１９ａとかみ合いにあり、スピンドル２に回転不可能に固定されている第２のベベルギア１９ｂと、を含むベベルギア配列１９を介して駆動接続されている。

【0028】

ツールホルダ７０において載置シャンク７１を受容するための載置部位７（図１及び図１０を参照されたい）は、ボア５の前端に提供されている。この載置シャンク７１はここでは、ツールホルダシャンクと呼ぶ。

【0029】

ドローバー８は、ボア５の内部にスライド可能に載置されており、ボア５において、その縦方向軸Ｌに沿って、前進したリリース位置（図１２を参照されたい）と引き込まれたロッキング位置（図３、図４、及び図８を参照されたい）との間を往復移動可能となるようになっている。ドローバー８は、ボア５の入口開口５ａに向いている前端と、反対側の後端と、を有する。ヘッド部位９とネック部位１０とは、ドローバー８の前端に提供されている。ヘッド部位９は、ドローバーの縦方向に見て、ネック部位１０の前に置かれており、ヘッド部位９は、ネック部位１０に、ヘッド部位９において後方に向いている傾斜面１１を介して接続されている。密封リング１２が、ドローバー８とボア５の内面との間に配置されている。ここに示す例では、この密封リング１２は、ドローバー８の外側の溝に受容されている。

【0030】

ツールホルダシャンク７１は、ボア５の載置部位７に、スピンドル２の前端２ａにある入口開口５ａを介して挿入可能である。ドローバーのヘッド部位９は、ツールホルダシャンク７１におけるかみ合いボア７２に受容されており、ツールホルダシャンクの管状壁７３は、ヘッド部位９とボア５の内面との間の空間に受容されている。ここに示す実施形態では、ボア５の載置部位７は円錐形状であり、同様に形成されているツールホルダシャンク７１を受容するよう適合されているいくらかの「三角形」又は多角形の、非円形の断面形状を有する。この円錐形状は、ツールホルダシャンク７１とスピンドル２との間の、半径方向、同様に、軸方向への、遊びのない接続を確かなものとする一方で、この非円形の断面図は、ツールホルダシャンク７１の、スピンドル２への回転不可能な固定を確かなものとする。しかし、ボア５の載置部位はまた、他のタイプのツールホルダシャンクを受容するためのいずれの他の適した形状をも有し得る。

【0031】

セグメントの形態でのかみ合い部材２０は、ドローバー８の周りに、その前端に配置されている。前進したリリース位置から引き込まれたロッキング位置へのドローバー８のムーブメントの効果の下で、かみ合い部材２０は、ツールホルダシャンク７１が、ボア５の載置部位に出入することを、かみ合い部材２０が可能にする第１の位置（図１２を参照されたい）から、かみ合い部材２０が、ツールホルダシャンク７１におけるかみ合いボア７２において、かみ合い溝７４とのロッキングかみ合いにあり、これにより、ツールホルダシャンク７１をスピンドル２に固定したままとする第２の位置（図８を参照されたい）に、移動可能である。

【0032】

ここに示す実施形態では、かみ合い部材２０は、ドローバー８のネック部位１０の周りに配置されており、ネック部位の周りに、ボア５に配置されており、ネック部位１０を取り囲んでいるリテーナリング２１（図８を参照されたい）と弾性Ｏリング２２とを用いて保持されている。かみ合い部材２０のそれぞれは、リテーナリング２１における内溝においてかみ合っている、外に向いているフランジ部位２３を有する。Ｏリング２２は、かみ合い部材２０のそれぞれの後端にて、外に向いている溝に受容されている。圧縮スプリング２４と、スラストリング２５と、ストップリング２６と、がまた、ボア５に配置されており、これらは、ドローバー８を取り囲むよう構成されている。圧縮スプリング２４は、ドローバー８におけるショルダとスラストリング２５との間に載置されており、それは、スラストリング２５と、リテーナリング２１と、かみ合い部材２０と、を前方に付勢するよう構成されている。ボア５の入口開口に向けてのリテーナリング２１の前方へのムーブメントは、ボア５の内面における溝に載置されているストップリング２６により制限されている。

【0033】

その前端にて、かみ合い部材２０のそれぞれには、かみ合い部材２０が上述する第２の位置にある際に、ツールホルダシャンク７１におけるかみ合い溝７４とかみ合いにあるよう構成されている、外に向けられているかみ合いフランジ２７が提供されている。ドローバー８が前進したリリース位置にある際に、かみ合い部材２０の前端のそれぞれは、ドローバー８のヘッド部位９の背後に位置し、かみ合いフランジ２７は、図１２に示すように、ツールホルダシャンク７１におけるかみ合い溝７４とのかみ合いから外れている。ドローバー８がボア５においてその縦方向軸Ｌに沿って軸方向に後方に動かされると、ドローバーのヘッド部位９における傾斜面１１が、かみ合い部材２０の前端のそれぞれと接触することとなる。かみ合い部材２０の前端のそれぞれは、この傾斜面１１上をスライドして外向きに押され、かみ合い部材におけるかみ合いフランジ２７が、ツールホルダシャンク７１におけるかみ合い溝７４とかみ合うようになる。その後、ツールホルダシャンク７１は、ドローバー８により引かれ、ボア５の載置部位内でスピンドル２の内面と密着する。

【0034】

クランピングデバイス１は、スピンドル２と同心であり、スピンドルにスライド可能に載置されており、スピンドル２に対して縦方向軸Ｌに沿って軸方向に移動可能となるようになっている作動部材１３をさらに含む。作動部材１３は、スピンドル２に回転不可能に載置されており、つまり、スピンドル２に対しての回転が防止されており、その結果として、スピンドル２と共に回転するよう構成されている。モーション転嫁メカニズム３０は、スピンドル２に載置されており、スピンドル２に対しての作動部材１３の第１の軸方向Ｄへの軸方向のムーブメントを、ドローバー８の、前進したリリース位置から引き込まれたロッキング位置へのムーブメントに転嫁するよう構成されている。ここに示す実施形態では、この第１の軸方向Ｄは、スピンドル２の後端２ｂに向かう方向である。したがって、この場合では、前進したリリース位置から引き込まれたロッキング位置へのドローバー８のムーブメントは、スピンドル２に沿う後方への作動部材１３の軸方向のムーブメントにより達成される。しかし、その代替として、作動部材１３とモーション転嫁メカニズム３０とは、前進したリリース位置から引き込まれたロッキング位置へのドローバー８のムーブメントが、スピンドル２に沿う前方への作動部材１３の軸方向のムーブメントにより達成されるよう協働するよう配置され得る。

【0035】

さらに、クランピングデバイス１は、スピンドル２の複数の異なる側において、ハウジング３内に配置又はその上に載置されており、作動部材１３をスピンドル２に対して軸方向に移動させるよう構成されている２つ又はそれ以上の油圧アクチュエータ５０を含む。図１から図５並びに図１４及び図１５に示す実施形態では、油圧アクチュエータ５０は、その数が２つであり、スピンドル２の向かい合う側の双方において互いに向かい合って配置されている。しかし、スピンドル２の周りにいずれの好適な様式にて分散されている、２つを超える油圧アクチュエータ５０を使用することもまた可能となるであろう。図１から図５に示す実施形態では、油圧アクチュエータ５０のそれぞれは、その向かい合う側の双方においてハウジング３に固定されている別個のアクチュエータケーシング５１を含む。しかし、油圧アクチュエータ５０は、その代替として、図１４及び図１５に示すように、ハウジング３に統合されてよい。

【0036】

油圧アクチュエータ５０のそれぞれは、１つ又はそれ以上のピストン部材５２ａ、５２ｂを含む。それらのそれぞれは、スピンドル２の側にて、そこから離れて、油圧アクチュエータ５０の空間５３にスライド可能に受容されており、この空間５３において、縦方向軸Ｌと平行に、油圧によって軸方向に移動可能となるようになっている。図１から図５に示す実施形態、及び、図１４及び図１５に示す実施形態では、油圧アクチュエータ５０のそれぞれは、第１及び第２のピストン部材とここで表されており、互いに向かい合って、互いに整列して配置されている２つのそのようなピストン部材５２ａ、５２ｂを含む。ピストン部材５２ａ、５２ｂのそれぞれは、他のピストン部材に向いている第１の側と、他のピストン部材に背を向けている反対側の第２の側と、を有する。第１の油圧チャンバ５４ａは、空間５３内に、第１のピストン部材５２ａの第２の側において形成されており、第２の油圧チャンバ５４ｂは、空間５３内に、第２のピストン部材５２ｂの第２の側において形成されている。その代替として、油圧アクチュエータ５０のそれぞれは、油圧アクチュエータの関連付けられている空間を、ピストン部材の第１の側における第１の油圧チャンバと、ピストン部材の反対側の第２の側における第２の油圧チャンバと、に分け隔てるよう構成されているピストン部材を１つのみ含み得る。そのさらなる代替として、油圧アクチュエータ５０のそれぞれは、作動部材を第１の軸方向Ｄに移動させるための第１の油圧シリンダと、作動部材を反対方向に移動させるための第２の油圧シリンダと、を含む、互いに向かい合って配置されている２つの油圧シリンダを含み得る。

【0037】

ピストン部材５２ａ、５２ｂのそれぞれには、ピストン部材において、外に向いている表面における溝に載置され、上述する空間５３を半径方向に外向きに区切る壁のそれぞれと密着するようになっている密封リング５５が提供されている。

【0038】

クランピングデバイス１はまた、ハウジング３の内部に少なくとも部分的に配置されており、作動部材１３と油圧アクチュエータ５０のピストン部材５２ａ、５２ｂとの間の接続を半径方向に形成するよう構成されている接続エレメント６０をも含む。図１から図５に示す実施形態では、接続エレメント６０は、ハウジング３からアクチュエータケーシング５１に伸長し、図１４及び図１５に示す実施形態では、接続エレメント６０全体が、ハウジング３の内部に置かれている。接続エレメント６０は、ハウジング３に対してのピストン部材５２ａ、５２ｂの軸方向のムーブメントを、スピンドル２に対しての作動部材１３の対応する軸方向のムーブメントに転嫁するよう構成されている。ここに示す実施形態では、第１のピストン部材５２ａは、第１の油圧チャンバ５４ａへの作動油の供給により、上述する第１の軸方向Ｄに、この第１の軸方向Ｄへの接続エレメント６０と作動部材１３とのムーブメントを達成するために、移動可能であり、第２のピストン部材５２ｂは、第２の油圧チャンバ５４ｂへの作動油の供給により、第１の軸方向Ｄとは反対の、第２の軸方向に、この第２の軸方向への接続エレメント６０と作動部材１３とのムーブメントを達成するために、移動可能である。

【0039】

ドローバー８が、作動部材１３とモーション転嫁メカニズム３０との効果の下で、引き込まれたロッキング位置に押し込まれている際に、作動部材１３は、好ましくは、セルフロッキングの軸方向の位置をスピンドル２の上に想定するよう構成されており、これにより、作動部材１３が、ドローバー８を引き込まれたロッキング位置に維持できるようになっている。これによって、油圧アクチュエータ５０のピストン部材５２ａ、５２ｂは、ツール交換作業に関連して、スピンドル２が静止しており、ドローバー８が、引き込まれたロッキング位置から、前進したリリース位置に動かされ、続いて、引き込まれたロッキング位置に戻される際に、接続エレメント６０上に力を発揮することのみを必要とする。セルフロッキングの軸方向の位置では、作動部材１３と、作動部材１３と接触している、モーション転嫁メカニズム３０及び／又はスピンドル２の各部と、の間の摩擦力が、作動部材が軸方向に、第１の軸方向Ｄとは反対の方向に変位することを防ぐ。

【0040】

ここに示す実施形態では、接続エレメント６０は、それを通して、接続エレメントが作動部材１３に接続されている中央部６１と、それぞれが、油圧アクチュエータ５０のそれぞれに対するものであり、それを通して、接続エレメント６０が、油圧アクチュエータのピストン部材５２ａ、５２ｂに接続されている数本のアーム６２と、を含む。アーム６２のそれぞれは、中央部６１に固定されており、中央部から半径方向に突出している。アーム６２のそれぞれは、関連付けられている油圧アクチュエータ５０の第１及び第２のピストン部材５２ａ、５２ｂの間の空間に受容される一部を有する。接続エレメント６０はもちろん、クランピングデバイス１の具体的な設計に依存して、多くの異なる様式にて設計されてよい。

【0041】

油圧アクチュエータ５０のそれぞれの第１及び第２のピストン部材５２ａ、５２ｂは、好適には、共に互いに軸方向に移動可能となるために、互いに固定して接続されている。ここに示す実施形態では、油圧アクチュエータ５０のそれぞれの第１及び第２のピストン部材５２ａ、５２ｂは、第１及び第２のピストン部材の間の空間にわたって伸長するシャフト５６を介して互いに接続されている。この場合では、油圧アクチュエータ５０のそれぞれの第１及び第２のピストン部材５２ａ、５２ｂは、例えば、ピストン部材５２ａ、５２ｂの間を、シャフト５６におけるボアを通して伸長するスクリュの形態での固定エレメント５７（図３を参照されたい）を用いて互いに固定されてよい。しかし、その代替として、第１及び第２のピストン部材５２ａ、５２ｂと中間シャフト５６とが、一体に形成されてよい。

【0042】

図１から図１３に示す実施形態では、作動部材１３は、スリーブの形態を有する。この場合では、作動部材１３は、スピンドル２の周壁１４の周りに配置されており、この周壁にスライド可能に載置されており、スピンドルに対して軸方向に移動可能となるようになっている。この場合では、作動部材１３は、接続エレメント６０に対して、スピンドル２と共に回転可能である。スリーブ形状の作動部材１３は、例えば、接続エレメント６０の中央部６１において、円形の断面形状を持つリセス６３を通して伸長してよい。

【0043】

図３から図５に示す実施形態では、接続エレメント６０の中央部６１は、スリーブ形状の作動部材１３とドライブシャフト１６の第１の端１６ａとの間の狭い空隙に受容されている第１のセクション６１ａを含む。この第１のセクション６１ａは、この狭い空隙を通して伸長できるよう、かなり薄くなっている。ここに示す接続エレメント６０はまた、作動部材１３の反対側に置かれている第２のセクション６１ｂをも含む。この第２のセクション６１ｂは、接続エレメント６０に十分な強度を与えるために、第１のセクション６１ａより厚く、大きくなっている。

【0044】

図３から図５に示す実施形態では、油圧アクチュエータ５０のそれぞれの第１及び第２のピストン部材５２ａ、５２ｂの間に配置されているシャフト５６は、それらのピストン部材５２ａ、５２ｂの間の空間に受容されている、接続エレメントのアーム６２の一部におけるリセス６４を通して伸長する。この場合では、接続エレメント６０は、シャフト５６上に浮いており、それらのシャフト５６により、ハウジング３に対しての回転が防止されている。シャフト５６のそれぞれは、好適には、関連付けられているアーム６２のリセス６４に遊びを持って受容されており、好ましくはＯリングの形態での１つ又はそれ以上の弾性エレメント６５が、シャフト５６の周りに配置されており、リセス６４の内部の、シャフト５６とアーム６２との間に、接続エレメント６０とシャフトとの間の弾性接続を提供するために、取り付けられている。弾性エレメント６５は、シャフト５６のそれぞれと、関連付けられているアーム６２と、の間の遊びを吸収し、シャフト５６のそれぞれと、関連付けられているアーム６２と、の間の一定の柔軟性を持たせている。

【0045】

アーム６２のそれぞれは、関連付けられている油圧アクチュエータ５０の第１及び第２のピストン部材５２ａ、５２ｂの向かい合う第１の側の双方における接触面５８ａ、５８ｂ（図３を参照されたい）と、それらのピストン部材５２ａ、５２ｂの間の空間に受容されているアーム６２の一部の向かい合う側の双方における接触面６８ａ、６８ｂ（図６及び図７を参照されたい）を介して、接触するよう構成されている。アームにおける接触面６８ａ、６８ｂ、又は、第１及び第２のピストン部材における接触面５８ａ、５８ｂは、好適には、アーム６２とピストン部材５２ａ、５２ｂとの間の線形接触を提供するために凸状に曲がっており、これにより、アーム６２が、ピストン部材５２ａ、５２ｂの軸方向のムーブメントに関連しての曲げモーメントを受ける際に、アーム６２のそれぞれが、関連付けられているピストン部材５２ａ、５２ｂに対して、若干傾くことができるようになっている。ここに示す実施形態では、アームにおける接触面６８ａ、６８ｂが凸状に曲がっている一方で、ピストン部材５２ａ、５２ｂにおいて関連付けられている接触面５８ａ、５８ｂは平らである。しかし、その代替として、アームにおける接触面６８ａ、６８ｂが平らであってよく、ピストン部材５２ａ、５２ｂにおいて関連付けられている接触面５８ａ、５８ｂが凸状に曲がっていてよい。

【0046】

図３から図５に示す実施形態では、環状の内部突起６６が、接続エレメント６０の中央部６１におけるリセス６３に提供されている。さらに、環状の外部突起１５が、作動部材１３の外側に提供されており、ロックリング２８が、作動部材１３にその外側において固定されており、ロックリング２８と外部突起１５とは、作動スリーブ１３の軸方向に間隔があけられている。接続エレメント６０における内部突起６６は、外部突起１５とロックリング２８との間に形成されている空隙に遊びを持って受容されている。この場合では、軸方向の力は、接続エレメント６０から作動スリーブ１３に、油圧アクチュエータ５０が作動スリーブ１３を第１の軸方向Ｄに移動させる際には、ロックリング２８を介して、油圧アクチュエータが作動スリーブを反対方向に移動させる際には、外部突起１５を介して、転嫁される。

【0047】

重要なことは、作動部材１３が加工作業中にスピンドル２と共に高速で回転する一方で、接続エレメント６０が加工作業中に静止したままとなっているという事実により、加工作業中のスリーブ形状の作動部材１３と接続エレメント６０との間の摩擦力を回避すること、又は、そのような摩擦力を少なくともできるだけ低く維持することである。図３から図５に示す実施形態では、接続エレメント６０と作動部材１３との間の界面での摩擦力が、作動部材と接続エレメントとの間に半径方向と軸方向とに小さな遊びを有することにより、回避される。その代替として、そのような摩擦力は、接続エレメント６０の中央部６１において、作動部材１３の外側とリセス６３の内側との間に配置されている、好ましくは、ボールベアリングの形態でのローリングベアリングを介して、作動部材１３に接続されている接続エレメント６０を有することにより、回避されてよい。

【0048】

図１から図１３に示す実施形態では、好ましくは、ヘリカル圧縮スプリングの形態でのリリーススプリング１７が、スピンドル２の内部の空間に載置されており、ドローバーを前進したリリース位置に向けて付勢するために、ドローバー８の後端に作用するよう構成されている。ドローバー８は、作動部材１３とモーション転嫁メカニズム３０との効果の下で、前進したリリース位置から引き込まれたロッキング位置に、このリリーススプリング１７からのスプリング力の作用に抗して移動可能である。リリーススプリング１７は、好適には、縦方向軸Ｌに沿って、ドローバー８の背後に配置されている。

【0049】

モーション転嫁メカニズム３０は、多くの異なる様式にて設計されてよい。図１から図１３に示す実施形態では、モーション転嫁メカニズムは、スピンドル２の周方向に間隔があけられている３つのウェッジ３１を含む。ウェッジ３１のそれぞれは、スピンドル２の上述する周壁１４を通して半径方向に伸長するアパーチャ３２のそれぞれに受容されており、ウェッジ３１は、それらが、関連付けられているアパーチャ３２において半径方向に内向きに押されている際に、ドローバー８を、引き込まれたロッキング位置に向けて押すよう構成されている。ウェッジ３１のそれぞれは、スピンドル２から外に向いている第１の受圧面３３（図８及び図１０を参照されたい）を含み、作動部材１３には、その内側において、ウェッジのそれぞれにおける第１の受圧面３３と接触するために内に向いている第１の加圧面３４が提供されている。第１の加圧面３４は、上述する第１の軸方向Ｄに見て長くなる、縦方向軸Ｌまでの半径方向の距離を有する。第１の加圧面３４は、作動部材１３が第１の軸方向Ｄに動かされる際に、ウェッジのそれぞれにおける第１の受圧面３３を押すことにより、ウェッジ３１のそれぞれを、アパーチャ３２において半径方向に内向きに押すよう構成されている。

【0050】

ここに示すモーション転嫁メカニズム３０はまた、半径方向に、ドローバー８から、アパーチャ３２のそれぞれ１つに突出し、縦方向軸Ｌに沿ってドローバーと共に移動可能となるようにドローバーに固定されている、３つのウェッジかみ合い部材３５をも含む。したがって、縦方向軸Ｌに沿うウェッジかみ合い部材３５のムーブメントは、ドローバー８の対応するムーブメントを引き起こすこととなる。ウェッジかみ合い部材３５のそれぞれは、ウェッジ３１の１つと接触する。クランピングデバイス１の組み立てを促進するために、ここに示すウェッジかみ合い部材３５は、ドローバー８における半径方向のリセスのそれぞれに載置されている別個のエレメントとして形成されている。しかし、ウェッジかみ合い部材３５は、その代替として、ドローバー８に、いずれの他の好適な様式にて載置されてよく、又は、ドローバーと一体に形成されてよい。

【0051】

モーション転嫁メカニズム３０は、いずれの好適な数のウェッジ３１と、スピンドル２の周壁１４において、対応する数のアパーチャ３２を通して伸長して配置されている、関連付けられているウェッジかみ合い部材３５と、を含んでよい。アパーチャ３２と、関連付けられているウェッジ３１と、ウェッジかみ合い部材３５と、は、好ましくは、周壁１４の周方向に等距離に分散されている。

【0052】

ウェッジかみ合い部材３５のそれぞれは、スピンドル２の前端２ａに向いているスライド面３６を有し、アパーチャ３２のそれぞれは、スピンドルの後端２ｂに向いているスライド面３７を有する。さらに、ウェッジ３１のそれぞれは、スピンドルの後端２ｂに向いている第１のウェッジ面３８と、スピンドルの前端２ａに向いている第２のウェッジ面３９と、を有し、それらの第１及び第２のウェッジ面３８、３９は、縦方向軸Ｌに向かって半径方向に互いに接近する。ウェッジ３１のそれぞれの第１のウェッジ面３８は、関連付けられているウェッジかみ合い部材３５のスライド面３６と接触しており、ウェッジのそれぞれの第２のウェッジ面３９は、関連付けられているアパーチャ３２のスライド面３７と接触している。ウェッジ３１が、作動部材１３により、アパーチャ３２において半径方向に内向きに押されると、ウェッジ３１のそれぞれの第１及び第２のウェッジ面３８、３９が、関連付けられているウェッジかみ合い部材３５とアパーチャ３２との対応するスライド面３６、３７上をスライドしてこれらを押し、これにより、ドローバー８を、引き込まれたロッキング位置に向けて移動させる。

【0053】

第１の加圧面３４と第１の受圧面３３とは、好ましくは、縦方向軸Ｌに対して、ドローバー８が、作動部材１３とウェッジ３１との効果の下で、引き込まれたロッキング位置に押し込まれている際に、ウェッジ３１が、作動部材１３を、スピンドル２におけるセルフロッキングの軸方向の位置に維持するそのような角度α（図１２を参照されたい）により傾いている。

【0054】

ウェッジ３１のそれぞれはまた、スピンドル２から外に向いている第２の受圧面４３をも含んでよく、作動部材１３には、その内側において、ウェッジのそれぞれにおける第２の受圧面４３と接触するために内に向いている第２の加圧面４４が提供されている。第２の加圧面４４は、第１の軸方向Ｄに見て長くなる、縦方向軸Ｌまでの半径方向の距離を有する。第２の加圧面４４と第２の受圧面４３とは、縦方向軸Ｌに対して、上述する角度αより大きい角度β（図１２を参照されたい）により傾いている。第１及び第２の加圧面３４、４４と、第１及び第２の受圧面３３、４３と、は、それぞれ、作動部材１３と、ウェッジ３１のそれぞれと、において連続して配置されており、第１の軸方向Ｄへの作動部材１３のムーブメントの後に、第２の加圧面４４が、ムーブメントの初期の第１のフェーズ中に、ウェッジのそれぞれにおける第２の受圧面４３上をスライドしてこれを押すよう構成されており、その後、第１の加圧面３４が、ムーブメントの、それに続く第２のフェーズ中に、ウェッジのそれぞれにおける第１の受圧面３３上をスライドしてこれを押すよう構成されるようになっている。

【0055】

ウェッジかみ合い部材３５のそれぞれは、スピンドル２の後端２ｂに向いているリリース受圧面４０をさらに含み、作動部材１３は、スピンドルの前端２ａに向いているリリース加圧面４１を含む。作動部材１３のリリース加圧面４１は、作動部材１３が上述する第２の軸方向に動かされると、ウェッジかみ合い部材３５のリリース受圧面４０と接触するよう構成されており、これにより、引き込まれたロッキング位置から前進したリリース位置へのドローバーのムーブメントの最終フェーズ中に、作動部材が、前に向けられている軸方向の力を、ドローバー８上に、ウェッジかみ合い部材３５を介して発揮することを可能にする。

【0056】

図１から図１３に示す実施形態では、支持セグメント４５とピン４６とが、作動部材１３とスピンドル２との間に配置されている。支持セグメント４５は、図１３に示すように、作動部材１３の内側に配置されており、作動部材に、スクリュ４７を用いて固定されている。支持セグメント４５は、ウェッジ３１を支持し、それらが維持され、作動部材１３に対してその位置が周方向にずれることを防ぐようになっている。ピン４６のそれぞれは、スピンドル２における縦方向の溝４８に部分的に収められており、支持セグメント４５におけるリセス４９に部分的に収められている。ピン４６は、スピンドル２の外側における縦方向の溝４８にスライド可能に受容されており、これにより、作動部材がスピンドルに対して軸方向に動かされる際に、作動部材１３と共に軸方向に移動することができる。ピン４６は、作動部材１３とスピンドル２との間の相互の回転を防ぐ。その結果として、スピンドル２が回されると、作動部材１３は、スピンドル２と共に、同じ回転速度で回転することとなり、スピンドル２に対して周方向に変位できなくなる。

【0057】

ツールホルダ７０がスピンドル２にクランプされる際に、図１２に示すように、スピンドル２を静止位置にして、ドローバー８を前進したリリース位置にしたままで、ツールホルダシャンク７１が、ボア５の載置部位７に挿入される。これによって、ドローバーのヘッド部位９は、ツールホルダシャンク７１におけるかみ合いボア７２に受容され、ツールホルダシャンク７１におけるかみ合い溝７４が、かみ合い部材２０のかみ合いフランジ２７の外側に置かれる。その後、第１のピストン部材５２ａを第１の軸方向Ｄに移動させるために、作動油が、油圧アクチュエータ５０のそれぞれの第１の油圧チャンバ５４ａに供給され、これにより、接続エレメント６０と作動部材１３との対応する軸方向のムーブメントが達成される。作動部材１３のこの軸方向のムーブメントの第１のフェーズ中、作動部材１３における第２の加圧面４４が、ウェッジ３１における第２の受圧面４３上をスライドしてこれらを押す。これによって、ウェッジ３１が半径方向に内向きに押されることとなり、ドローバー８が軸方向に、引き込まれたロッキング位置に向けて変位することとなる。第２の加圧面及び受圧面４４、４３の比較的きつい傾斜βにより、ウェッジ３１は初期的に、内向きにかなり速く移動することとなり、これは、ドローバー８の比較的迅速な変位をもたらす。比較的きつい角度βは、ドローバー８の初期変位に大きな力が必要でないため、好適である。第１及び第２の加圧面３４、４４と、第１及び第２の受圧面３３、４３と、は、第２の加圧面４４が第２の受圧面４３を通り、第１の加圧面３４が第１の受圧面３３に到達するような距離を、作動部材１３が動かされた際に、つまり、これらのそれぞれの表面間の遷移にて、ドローバー８が、ボア５の後端にあるその最終目的地にほぼ到達するよう配置されている。したがって、大きな力が有益である最終クランピングフェーズに対して、第１の加圧面及び受圧面３４、３３がアクティブとなっている。このフェーズでは、作動部材１３の比較的大きなムーブメントが、ウェッジ３１の非常に小さい半径方向の変位と、ドローバー８のさらにより小さい軸方向の変位と、をもたらし、これはその結果として、力を増幅する効果を提供し、これにより、ドローバー８は、ツールホルダシャンク７１を大きな力をもって引き、スピンドル２とのしっかりとしたかみ合いとすることを可能にする。さらに、第１の加圧面及び受圧面３４、３３の小さな傾斜αは、セルフロッキング効果を提供し、クランピングデバイスが、いずれの追加的なロッキング手段を必要とすることなく、クランプされた状態のままになることを確かにする。これによって、ドローバー８が引き込まれたロッキング位置に到達した際に、第１のピストン部材５２ａにおける油圧が解放されてよい。

【0058】

ツール交換作業が行われ、ツールホルダ７０がスピンドル２からリリースされる際には、スピンドル２の回転が止められ、第２のピストン部材５２ｂを、第１の軸方向Ｄとは反対の、第２の軸方向に移動させるために、作動油が、油圧アクチュエータ５０のそれぞれの第２の油圧チャンバ５４ｂに供給され、これにより、作動部材１３の対応する軸方向のムーブメントが達成される。作動部材１３が、油圧アクチュエータ５０と接続エレメント６０とにより、第２の軸方向への十分な力を受けると、作動部材１３における第１の加圧面３４とウェッジ３１における第１の受圧面３３との間のセルフロッキング摩擦かみ合いが解放され、その後、作動部材１３は、油圧アクチュエータ５０の効果の下で、スピンドル２に対して、第２の軸方向に移動可能となる。作動部材１３がこの方向に動かされると、ドローバー８の後端においてリリーススプリング１７が発揮するスプリング力が、ドローバーを軸方向に、前進したリリース位置に向けて押す。これによって、ウェッジかみ合い部材３５は、ウェッジ３１上に力を発揮し、それらを半径方向に外向きに押すこととなる。作動部材１３が一定の距離を第２の軸方向に動かされると、作動部材１３におけるリリース加圧面４１が、ウェッジかみ合い部材３５におけるリリース受圧面４０と接触することとなる。これは、作動部材１３が、軸方向の力を、ドローバー８上に、ウェッジかみ合い部材３５を介して発揮することを可能にし、これが、ドローバー８のヘッド部位９の外端を、ツールホルダシャンク７１におけるかみ合いボア７２における表面７５に押し付け、これにより、ツールホルダシャンク７１をスピンドル２からリリースすることとなる。

【0059】

図１４及び図１５に示す実施形態では、作動部材１３は、スピンドル２の内部のボア５にスライド可能に受容されており、スピンドルに対してその軸方向に移動可能となるようになっている、円形の断面形状を持つボディを含む。この場合では、接続エレメント６０は、作動部材１３に固定されており、スピンドル２に対してその軸方向に、作動部材１３と共に移動可能となるようになっており、接続エレメント６０もまた、ここで、作動部材がスピンドル２と共に回転する際に、作動部材１３と共に回転するよう構成されている。接続エレメント６０の中央部６１は、作動部材１３に固定されており、接続エレメントのアーム６２は、その向かい合う側の双方において、作動部材１３から半径方向に突出する。アーム６２に対するアパーチャ２９は、半径方向に、スピンドルの向かい合う側の双方において、スピンドル２の周壁を通して伸長し、アーム６２のそれぞれは、それらのアパーチャ２９のそれぞれ１つにわたって伸長する。アパーチャ２９は、スピンドル２の軸方向に細長く伸長し、アーム６２がスピンドル２に対してその軸方向に移動することを可能にしている。ここに示す例では、接続エレメント６０は横断ピンの形態を有し、アーム６２は、このピンの向かい合うエンドセクションを構成する。この場合では、接続エレメント６０の中央部６１は、作動部材１３にわたって、その中心軸に鉛直して伸長する。

【0060】

図１４及び図１５に示す実施形態では、アーム６２のそれぞれの外端は、油圧アクチュエータ５０の第１及び第２のピストン部材５２ａ、５２ｂの間の空間に遊びを持って受容可能であり、これにより、アーム６２のそれぞれが、油圧アクチュエータのピストン部材５２ａ、５２ｂの間の空間に位置する際に、ピストン部材５２ａ、５２ｂが、接続エレメント６０上に押力を発揮することを可能にし、また、接続エレメント６０が、油圧アクチュエータのピストン部材５２ａ、５２ｂに対して、作動部材１３とスピンドル２と共に回転することを可能にする。作動油が第１の油圧チャンバ５４ａに供給されると、第１のピストン部材５２ａが接続エレメント６０を押し、これにより、作動部材１３を後方に、上述する第１の軸方向Ｄに押す。作動油が第２の油圧チャンバ５４ｂに供給されると、第２のピストン部材５２ｂが接続エレメント６０を押し、これにより、作動部材１３を前方に、反対方向に押す。この実施形態では、作動部材１３は、接続エレメント１３に固定されており、接続エレメントの前側からスピンドル２の前端２ａに向かって突出している突出１３ａを介して、モーション転嫁メカニズム３０に作用するよう構成されている。図１４及び図１５に係るクランピングデバイス１に含まれるモーション転嫁メカニズム３０は、ＵＳ６３７０９９５Ｂ１に説明されるタイプのものである。したがって、このモーション転嫁メカニズム３０のデザインと機能とが、ＵＳ６３７０９９５Ｂ１により詳しく説明されている。

【0061】

本発明はもちろん、いかなる方法によっても上記の実施形態に制限されない。それどころか、その変形例に対する多くの可能性が、添付の特許請求の範囲に画定されるような、本発明の基本的な概念から逸脱することなく、当業者には明白となるであろう。

【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】