特許 7600239 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】2024-12-06

(45)【発行日】2024-12-16

(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 31/117 20060101AFI20241209BHJP

【ＦＩ】

B23B31/117 601D

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022536528

(86)(22)【出願日】2020-12-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-29

(86)【国際出願番号】 EP2020085272

(87)【国際公開番号】W WO2021122220

(87)【国際公開日】2021-06-24

【審査請求日】2023-10-10

(31)【優先権主張番号】19218651.8

(32)【優先日】2019-12-20

(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

【審査官】野口 絢子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－０１８６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５０２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１１２３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０００２７４８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ３１／００

(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、
前端（２ａ）と、後端（２ｂ）と、前記前端（２ａ）を交差してそこから後方に伸長するボア（３）と、を有し、前記ツールホルダシャンク（６１）を受容するための載置部位（１０）が、前記ボア（３）の前端に提供されているハウジング（２）と、
前記ボア（３）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（５）と、
その前端にて、前記ドローバー（５）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（５）の動作の影響下で、前記ツールホルダシャンク（６１）が、前記載置部位（１０）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（６１）とのロッキングかみ合いにあり、それを前記ハウジング（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、
前記ハウジングの前記後端（２ｂ）に向いているウェッジ面（４６）と、第１の受圧面（４１）と、を含む第１のウェッジ（４０）と、
を含む、クランピングデバイス（１）であって、
前記第１のウェッジ（４０）は、前記ハウジング（２）の周壁（１４）を通して半径方向に伸長する第１のアパーチャ（４５）にスライド可能に受容されており、前記第１のウェッジにおける前記第１の受圧面（４１）は、前記ハウジング（２）から外に向いており、前記第１のウェッジにおける前記ウェッジ面（４６）は、前記ハウジングの前記前端（２ａ）に向いている、前記ドローバーにおける第１のスライド面（１６）と接触しており、前記第１のウェッジ（４０）は、前記第１のアパーチャ（４５）において半径方向に内向きに押された際に、前記ドローバー（５）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、
前記クランピングデバイス（１）は、前記周壁（１４）を通して半径方向に伸長する第２のアパーチャ（５５）にスライド可能に受容されている第２のウェッジ（５０）を含み、前記第２のウェッジ（５０）は、前記ハウジングの前記前端（２ａ）に向いており、前記ハウジングの前記後端（２ｂ）に向いている、前記ドローバーにおける第２のスライド面（１７）と接触している第２のウェッジ面（５７）と、前記ハウジング（２）から外に向いている第２の受圧面（５２）と、を含み、前記第２のウェッジ（５０）は、前記第２のアパーチャ（５５）において半径方向に内向きに押された際に、前記ドローバー（５）を前記前進したリリース位置に向けて押すよう構成されており、
前記クランピングデバイス（１）は、前記周壁（１４）の周りに配置されており、そこにスライド可能に載置されており、前記ハウジング（２）に対して、前記ドローバー（５）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動作を達成するために、第１の軸方向（Ｄ１）に、及び、前記ドローバー（５）の、前記引き込まれたロッキング位置から前記前進したリリース位置への動作を達成するために、反対の第２の軸方向（Ｄ２）に、軸方向に移動可能となるようになっている作動スリーブ（３０）を含み、前記作動スリーブ（３０）には、その内側において、前記第１の受圧面（４１）と接触するために内に向いており、前記縦方向軸（Ｌ）までの半径方向の距離を有する第１の加圧面（３１）と、前記第２の受圧面（５２）と接触するために内に向いており、前記縦方向軸（Ｌ）までの半径方向の距離を有する第２の加圧面（３２）と、が提供されており、
前記第１の加圧面（３１）は、前記作動スリーブ（３０）が前記第１の軸方向（Ｄ１）に動かされる際に、前記第１の受圧面（４１）を押すことにより、前記第１のウェッジ（４０）を、前記第１のアパーチャ（４５）において半径方向に内向きに押すよう構成されており、
前記第２の加圧面（３２）は、前記作動スリーブ（３０）が前記第２の軸方向（Ｄ２）に動かされる際に、前記第２の受圧面（５２）を押すことにより、前記第２のウェッジ（５０）を、前記第２のアパーチャ（５５）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、
クランピングデバイス（１）。

【請求項2】

前記ドローバー（５）が、前記作動スリーブ（３０）と前記第１のウェッジ（４０）との影響下で、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、前記作動スリーブ（３０）は、セルフロッキングの軸方向の位置を前記周壁（１４）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（５）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】

前記ドローバー（５）が、前記作動スリーブ（３０）と前記第１のウェッジ（４０）との影響下で、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、前記第１の加圧面（３１）と前記第１の受圧面（４１）は、前記第１のウェッジ（４０）が前記作動スリーブ（３０）を前記周壁（１４）におけるセルフロッキングの軸方向の位置に維持するような角度αで、前記縦方向軸（Ｌ）に対して傾いていることを特徴とする、請求項２に記載のクランピングデバイス。

【請求項4】

前記第１のウェッジ（４０）は、前記ハウジング（２）から外に向いている第３の受圧面（４３）を含み、
前記作動スリーブ（３０）には、その内側において、前記第３の受圧面（４３）と接触するために内に向いている第３の加圧面（３３）が提供されており、前記第３の加圧面（３３）は、前記縦方向軸（Ｌ）までの半径方向の距離を有し、
前記第３の加圧面（３３）と前記第３の受圧面（４３）とは、前記縦方向軸（Ｌ）に対して、前記角度αより大きい角度βで傾いており、
前記第１及び第３の加圧面（３１、３３）と、前記第１及び第３の受圧面（４１、４３）と、は、それぞれ、前記作動スリーブ（３０）と、前記第１のウェッジ（４０）と、において連続して配置されており、前記第１の軸方向（Ｄ１）への前記作動スリーブ（３０）の動作の後に、前記第３の加圧面（３３）が、前記動作の第１のフェーズ中に、前記第３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、前記第１の加圧面（３１）が、前記動作の、それに続く第２のフェーズ中に、前記第１の受圧面（４１）上をスライドしてこれを押すよう構成されていることを特徴とする、
請求項３に記載のクランピングデバイス。

【請求項5】

前記第１及び第３の加圧面（３１、３３）と、前記第１及び第３の受圧面（４１、４３）と、は、前記縦方向軸（Ｌ）に対して垂直な断面から見て、湾曲していることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。

【請求項6】

前記第１の加圧面（３１）と前記第２の加圧面（３２）とは、前記作動スリーブ（３０）の軸方向に部分的に互いに重なっており、前記作動スリーブ（３０）の周方向に互いに離れていることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。

【請求項7】

前記第２の加圧面（３２）は、前記作動スリーブ（３０）の回転対称な内壁面（３５）において形成されているリセス（３４）に提供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】

前記クランピングデバイス（１）は、前記周壁（１４）の周方向に間隔があけられている２つ以上の第１のウェッジ（４０）であって、それぞれ、前記周壁（１４）を通して半径方向に伸長する第１のアパーチャ（４５）に受容されている第１のウェッジ（４０）を含むことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。

【請求項9】

前記第１のウェッジ（４０）は、その数が３つであ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】

前記第１のウェッジ（４０）は、前記周壁（１４）の周方向に等距離に分散されていることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載のクランピングデバイス。

【請求項11】

前記クランピングデバイス（１）は、前記周壁（１４）の周方向に間隔があけられている２つ又はそれ以上のそのような第２のウェッジ（５０）であって、それぞれ、前記周壁（１４）を通して半径方向に伸長する第２のアパーチャ（５５）に受容されている第２のウェッジ（５０）を含むことを特徴とする、請求項８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】

前記第２のウェッジ（５０）は、その数が３つであることを特徴とする、請求項１１に記載のクランピングデバイス。

【請求項13】

前記第２のウェッジ（５０）は、前記周壁（１４）の周方向に等距離に分散されていることを特徴とする、請求項１１又は請求項１２に記載のクランピングデバイス。

【請求項14】

前記第１のウェッジ（４０）と前記第２のウェッジ（５０）とは、前記周壁（１４）の周方向に見て交互に配置されており、前記第１のウェッジ（４０）の各１つには、前記周壁（１４）の周方向に見て、前記第２のウェッジ（５０）の１つが続き、前記第２のウェッジ（５０）の各１つには、前記周壁（１４）の周方向に見て、前記第１のウェッジ（４０）の１つが続くことを特徴とする、請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。

【請求項15】

前記ハウジング（２）はマシンスピンドルであることを特徴とする、請求項１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、ミリングツール、又は旋盤ツールの形態での、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る。これはその後、工作機械に載置されているクランピングデバイスに取り外し可能に固定されてよい。そのようなツールホルダのシャンクを、クランピングデバイスのハウジングに、そのハウジングに配置されているクランピングメカニズムを用いてクランプすることが、以前より知られている。ドリル及びミリングツールの形態での、切削ツール用のツールホルダは通常、スピンドルの形態での回転可能ハウジングにクランプされる一方で、旋盤ツール用のツールホルダは、回転不可能に配置されているハウジングにクランプされてよい。切削ツールの交換が必要な際に、ツールホルダは、クランピングデバイスのハウジングからリリースされ、別の切削ツールが付いた新たなツールホルダが、ハウジングにクランプされる。このタイプのクランピングデバイスは、例えば、工作機械に含まれるツールタレットの外縁に取り外し可能に固定されてよい。

【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、
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ハウジングと、
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動作の影響下で、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、それをハウジング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、
ハウジングの周壁を通して半径方向に伸長する第１のアパーチャにスライド可能に受容されている第１のウェッジであって、ハウジングの後端に向いており、ハウジングの前端に向いている、ドローバーにおける第１のスライド面と接触している第１のウェッジ面と、ハウジングから外に向いている第１の受圧面と、を含む第１のウェッジであって、第１のアパーチャにおいて半径方向に内向きに押された際に、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いる第１のウェッジと、
周壁を通して半径方向に伸長する第２のアパーチャにスライド可能に受容されている第２のウェッジであって、ハウジングの前端に向いており、ハウジングの後端に向いている、ドローバーにおける第２のスライド面と接触している第２のウェッジ面と、ハウジングから外に向いている第２の受圧面と、を含む第２のウェッジであって、第２のアパーチャにおいて半径方向に内向きに押された際に、ドローバーを前進したリリース位置に向けて押すよう構成されている第２のウェッジと、
周壁の周りに配置されており、そこにスライド可能に載置されており、ハウジングに対して軸方向に、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動作を達成するために、第１の軸方向に、及び、ドローバーの、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動作を達成するために、反対の第２の軸方向に、移動可能となるようになっている作動スリーブであって、その内側において、第１の受圧面と接触するために内に向いており、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する第１の加圧面と、第２の受圧面と接触するために内に向いており、第２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する第２の加圧面と、が提供されている作動スリーブと、
を含む。

【0007】

作動スリーブの第１の加圧面は、作動スリーブが第１の軸方向に動かされる際に、第１の受圧面を押すことにより、第１のウェッジを、第１の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。作動スリーブの第２の加圧面は、作動スリーブが第２の軸方向に動かされる際に、第２の受圧面を押すことにより、第２のウェッジを、第２の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。したがって、ドローバーは、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に、作動スリーブと第１のウェッジとの影響下で、第１の軸方向への作動スリーブの動作により、移動可能であり、ドローバーは、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、作動スリーブと第２のウェッジとの影響下で、第２の軸方向への作動スリーブの動作により、移動可能である。

【0008】

作動スリーブの第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の軸方向への作動スリーブの動作は、第１の加圧面により、第１のウェッジにおける第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、第１のウェッジが、半径方向に内向きに、縦方向軸に向かって押されるようになる。

【0009】

作動スリーブの第２の加圧面は、第２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２の軸方向への作動スリーブの動作は、第２の加圧面により、第２のウェッジにおける第２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、第２のウェッジが、半径方向に内向きに、縦方向軸に向かって押されるようになる。

【0010】

ドローバーの軸方向の動作を制御するために、上述する作動スリーブを使用することにより、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動作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、ドローバーの軸方向の動作を２つの異なる方向に制御するための、別個のウェッジの使用は、第１のウェッジのデザインを最適化し、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動作に関連付けられている特定の要件を満たすことができ、第２のウェッジのデザインを最適化し、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反対の動作に関連付けられている特定の要件を満たすことができることを暗示する。

【0011】

クランピングデバイスの上述するハウジングは、回転可能スピンドルの形態を有してよい。これは、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に接続されてよい、又は、これに接続可能であってよい。しかし、本発明の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ず、回転可能スピンドルの形態でのそのようなハウジングは、その代替として、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。ハウジングが回転可能スピンドルの形態を有するのであれば、クランピングデバイスは、ドリリング若しくはミリングツール又は他のタイプの回転ツールが提供されているツールホルダをクランプするために使用されてよい。本発明のクランピングデバイスに含まれるハウジングは、そのさらなる代替として、回転不可能なハウジングであってよい。後者の場合では、クランピングデバイスは、旋盤ツール又は他のタイプの非回転ツールが提供されているツールホルダをクランプするために使用されてよい。

【0012】

本発明の１つの実施形態によると、ドローバーが、作動スリーブと第１のウェッジとの影響下で、引き込まれたロッキング位置に押し込まれている際に、作動スリーブは、セルフロッキングの軸方向の位置を、ハウジングの周壁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、作動スリーブは、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、ドローバーを引き込まれたロッキング位置に維持できる。これは、ツール交換作業に関連して、作動スリーブが受ける必要があるものは、例えば、油圧又は空圧アクチュエータの形態でのアクチュエータからの外力のみであることを暗示する。

【0013】

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、作動スリーブと第１のウェッジとの影響下で、引き込まれたロッキング位置に押し込まれている際に、第１のウェッジが、作動スリーブを、周壁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で傾いている。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、ハウジング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、作動スリーブが、第１の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、第１のウェッジにおける第１の受圧面と作動スリーブにおける第１の加圧面との間の静止摩擦力が、縦方向軸に対して垂直な半径方向に、第１の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、第１のウェッジにおける第１の受圧面と作動スリーブにおける第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、作動スリーブ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、作動スリーブ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。

【0014】

本発明の別の実施形態は、
第１のウェッジは、ハウジングから外に向いている第３の受圧面を含み、
作動スリーブには、その内側において、第３の受圧面と接触するために内に向いている第３の加圧面が提供されており、第３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３の加圧面と第３の受圧面とは、縦方向軸に対して、角度αより大きい角度βで傾いており、
第１及び第３の加圧面と、第１及び第３の受圧面と、は、それぞれ、作動スリーブにおいて、第１のウェッジにおいて連続して配置されており、第１の軸方向への作動スリーブの動作の後に、第３の加圧面が、動作の第１のフェーズ中に、第１のウェッジにおける第３の受圧面上をスライドしてこれを押すよう構成されており、第１の加圧面が、動作の、それに続く第２のフェーズ中に、第１のウェッジにおける第１の受圧面上をスライドしてこれを押すよう構成されているようになっていることを特徴とする。

【0015】

これによって、ドローバーは、より大きな角度βの影響下で、クランピングの初期フェーズ中に軸方向に迅速に動かされてよい。この初期クランピングフェーズは、大きな力を必要としない。しかし、クランピングの最終フェーズ中には、ドローバーを短い距離だけ変位させるために、大きな力が必要となる。実際のクランピングが生じると、つまり、かみ合い部材が上述する第１の位置を想定すると、ドローバーが、軸方向に、より小さい角度αの影響下で動かされ、ドローバーの軸方向の動作が、作動スリーブの軸方向の動作と比較して、小さくなるようになり、これは、「パワーブースト」とも呼ばれる、力を増幅する効果をもたらす。角度βは、好適には、１０°と７５°との間、好ましくは、３５°と６５°との間にあり、これは、ドローバーの効率の良い初期的な軸方向の動作を提供する。ドローバーの初期的な軸方向の動作に対してきつい角度βを、そして、実際のクランピングに対して小さい角度αを使用することにより、作動スリーブ（及び、したがって、クランピングデバイス全体）を、軸方向に比較的短くすることができる一方で、力を増幅する効果が大きいセルフロッキングクランピングメカニズムを依然として提供する。

【0016】

本発明の別の実施形態によると、第１及び第３の加圧面と、第１及び第３の受圧面と、は、縦方向軸に対して垂直な断面に見られるように、曲線状になっている。これは、作動スリーブの製造を促進することとなる。

【0017】

本発明の別の実施形態によると、第１の加圧面と第２の加圧面とは、作動スリーブの軸方向に部分的に互いに重なっており、作動スリーブの周方向に互いに離れている。作動スリーブの長さが、これによって短くなってよい。さらに、第２の加圧面は、好適には、作動スリーブの回転対称な内壁面において形成されているリセスに提供されている。

【0018】

本発明の別の実施形態によると、クランピングデバイスは、周壁の周方向に間隔があけられている２つ又はそれ以上のそのような第１のウェッジであって、それぞれ、周壁を通して半径方向に伸長する第１のアパーチャに受容されている第１のウェッジを含む。クランピングデバイスはまた、周壁の周方向に間隔があけられている２つ又はそれ以上のそのような第２のウェッジであって、それぞれ、周壁を通して半径方向に伸長する第２のアパーチャに受容されている第２のウェッジをも含んでよい。第１のアパーチャと、関連付けられている第１のウェッジと、同様に、第２のアパーチャと、関連付けられている第２のウェッジと、は、好ましくは、周壁の周方向に等距離に分散されている。これによって、力が良好に分散する、バランスのよいクランピングデバイスが得られる。非常に多くのウェッジと、関連付けられているアパーチャと、は、しかし、各アパーチャがハウジングの強度を下げることとなるという事実のおかげで、好ましくない場合がある。３つの第１のウェッジと、３つの第２のウェッジと、関連付けられているアパーチャと、は、力の分散のレベルが適切でありながらも、ハウジングの十分な強度を依然として保つ、バランスのよいクランピングデバイスを与えることとなる。第１のウェッジと第２のウェッジとは、好適には、周壁の周方向に見て、交互に配置されている。ここでは、第１のウェッジの各１つには、周壁の周方向に見て、第２のウェッジの１つが続き、第２のウェッジの各１つには、周壁の周方向に見て、第１のウェッジの１つが続く。

【0019】

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。

【0020】

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】

【0021】

【図1】ツールホルダが、クランピングデバイスのハウジングにクランプされている、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側面図である。

【図2】クランピングデバイスのドローバーが、引き込まれたロッキング位置にあり、ツールホルダが、ハウジングにクランプされている、図１に示すクランピングデバイスとツールホルダとを通る縦方向の断面図である。

【図3】図１のクランピングデバイスの部分的切断斜視図である。

【図4】図２に対応する縦方向の断面図である。

【図5】ドローバーが、前進したリリース位置にある、図１に示すクランピングデバイスとツールホルダとを通る縦方向の断面図である。

【図6】ドローバーが、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の中間位置にある、図１に示すクランピングデバイスとツールホルダとを通る縦方向の断面図である。

【図7】図１のクランピングデバイスとツールホルダとの分解組立図である。

【図8】図１のクランピングデバイスとツールホルダとの別の方向からの分解組立図である。

【図9】図４の線ＩＸ－ＩＸに係る断面図である。

【図10】図４の線Ｘ－Ｘに係る断面図である。

【図11】図４の線ＸＩ－ＸＩに係る断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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１０に示す。クランピングデバイス１は、ツールホルダ６０（これらの図面に極めて模式的に示す）を、クランピングデバイスのハウジング２にリリース可能にクランプし、ツールホルダ６０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。

【0023】

ハウジング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３と、を有する。したがって、ボア３は、ハウジングの前端２ａにて、入口開口３ａ（図３を参照されたい）を有する。ハウジング２は、工作機械のツールタレットに、その後端にてハウジング２から伸長する接続部材４を介して接続可能である。

【0024】

ここに示す実施形態では、ハウジング２はマシンスピンドルの形態を有し、このスピンドル形状のハウジング２は、それを取り囲むケーシングに、ローリングベアリングを用いて回転可能に載置されてよい。この場合では、ハウジング２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、接続部材４を介して、ハウジング２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、接続可能であってよい。しかし、ハウジング２は、その代替として、回転不可能なハウジングとして設計されてよい。

【0025】

ドローバー５は、ハウジング２のボア３の内部にスライド可能に載置されており、ボア３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５を参照されたい）と引き込まれたロッキング位置（図２及び図４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５は、ボア３の入口開口３ａ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６とネック部位７とは、ドローバー５の前端に提供されている。ヘッド部位６は、ドローバーの縦方向に見て、ネック部位７の前に置かれており、ヘッド部位６は、ネック部位７に、ヘッド部位６において後方に向いている傾斜面８を介して接続されている。密封リング９が、ドローバー５とボア３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９は、ドローバー５の外側の溝に受容されている。

【0026】

ドローバー５は、ハウジング２に対しての回転が防止されている。ここに示す実施形態では、２つの平面壁セクション５ｃ、５ｄ（図２及び図９を参照されたい）は、ドローバー５の向かい合う側の双方において、ネック部位７の背後に置かれているドローバーの一部位にて提供されており、それらの平面壁セクション５ｃ、５ｄは、ボア３における平面３ｃ、３ｄのそれぞれと、ドローバー５とハウジング２との間の相互の回転を防ぐために、スライディング接触にある。しかし、ドローバー５とハウジング２との間の相互の回転は、いずれの他の好適な様式にて防ぐことができるであろう。

【0027】

ツールホルダ６０において載置シャンク６１を受容するための載置部位１０は、ボア３の前端に提供されている。この載置シャンク６１はここでは、ツールホルダシャンクと呼ぶ。

【0028】

ここに示す実施形態では、ハウジング２は、ベース部１２と、ベース部１２に、ハウジングの前端２ａにて載置されているエンドピース１３と、を含む。エンドピース１３は、上述するボア３の一部を形成する軸方向の貫通孔を持つスリーブの形態を有する。この場合では、上述する載置部位１０は、エンドピース１３の貫通孔内に置かれている。その代替として、ボア３を収容するハウジング２の一部は、上述するタイプのいずれのエンドピースなく、一体に形成され得る。

【0029】

ツールホルダシャンク６１は、ボア３の載置部位１０に、ハウジング２の前端２ａにある入口開口３ａを介して挿入可能である。ドローバーのヘッド部位６は、ツールホルダシャンク６１におけるかみ合いボア６２に受容されており、ツールホルダシャンクの管状壁６３は、ヘッド部位６とエンドピース１３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、載置部位１０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６１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、非円形の断面図形状を有する。この円錐形状は、ツールホルダシャンク６１とハウジング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６１の、ハウジング２への回転不可能な固定を確かなものとする。しかし、載置部位１０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。

【0030】

セグメントの形態でのかみ合い部材２０は、ドローバー５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５の動作の影響下で、かみ合い部材２０は、ツールホルダシャンク６１が、ボア３の載置部位１０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５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６１におけるかみ合いボア６２において、かみ合い溝６４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６１をハウジング２に固定したままとする第２の位置（図２及び図４を参照されたい）に、移動可能である。

【0031】

ここに示す実施形態では、かみ合い部材２０は、ドローバー５のネック部位７の周りに配置されており、ネック部位の周りに、ボア３に配置されており、ネック部位７を取り囲んでいるリテーナリング２１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がまた、ボア３に配置されており、これは、ドローバー５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５におけるショルダとリテーナリング２１との間に載置されており、それは、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３の入口開口に向けてのリテーナリング２１の前方への動作は、ボア３に提供されているショルダ２５により制限されている。ここに示す例では、このショルダ２５は、エンドピース１３の後方に向いている端面により形成されている。

【0032】

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６１におけるかみ合い溝６４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５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５のヘッド部位６の背後に位置し、かみ合いフランジ２７は、図５に示すように、ツールホルダシャンク６１におけるかみ合い溝６４とのかみ合いから外れている。ドローバー５がボア３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６における傾斜面８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８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６１におけるかみ合い溝６４とかみ合うようになる。その後、ツールホルダシャンク６１は、ドローバー５により引かれ、上述する載置部位１０にて、エンドピース１３の内面と密着する。

【0033】

クランピングデバイス１は、ハウジング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、ハウジング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スリーブ３０をさらに含む。作動スリーブ３０は、ハウジング２に回転不可能に載置されている、つまり、周壁１４に対しての回転が防止されている。ここに示す例では、ボール１５（図７及び図８を参照されたい）が、作動スリーブ３０とハウジング２との間に配置されている。ボール１５は、周壁１４の周方向に分散されており、ボール１５のぞれぞれは、周壁１４におけるリセスに部分的に、及び、作動スリーブ３０における縦方向の溝３８に部分的に収められている。ボール１５は、周壁の外側におけるリセスに受容されることにより、周壁１４に対して軸方向の位置に固定される。ボール１５は、作動スリーブ３０の内側における縦方向の溝３８にスライド可能に受容されており、作動スリーブ３０は、これにより、作動スリーブが周壁１４に対して軸方向に動かされる際に、ボール１５に対して軸方向に動くことができる。ボール１５は、作動スリーブ３０と周壁１４との間の相互の回転を防ぐ。

【0034】

１つ又はそれ以上の第１のウェッジ４０は、ハウジング２に載置されており、ハウジング２に対しての作動スリーブ３０の第１の軸方向Ｄ１への軸方向の動作を、ドローバー５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動作に伝達するよう構成されている。さらに、１つ又はそれ以上の第２のウェッジ５０は、ハウジング２に載置されており、ハウジング２に対しての作動スリーブ３０の反対の第２の軸方向Ｄ２への軸方向の動作を、ドローバー５の、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動作に伝達するよう構成されている。ここに示す実施形態では、第１の軸方向Ｄ１は、ハウジング２の前端２ａに向かう方向であり、第２の軸方向Ｄ２は、ハウジング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、ドローバー５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動作が、周壁１４に沿う作動スリーブ３０の前方への軸方向の動作により達成される一方で、ドローバー５の、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動作が、周壁１４に沿う作動スリーブ３０の後方への軸方向の動作により達成される。しかし、その代替として、作動スリーブ３０と、第１及び第２のウェッジ４０、５０と、は、ドローバー５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動作が、周壁１４に沿う作動スリーブ３０の後方への軸方向の動作により達成される一方で、ドローバー５の、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動作が、周壁１４に沿う作動スリーブ３０の前方への軸方向の動作により達成されるよう、協働するよう配置され得る。したがって、後者の場合では、第１の軸方向Ｄ１は、ハウジング２の後端２ｂに向かう方向であり、第２の軸方向Ｄ２は、ハウジング２の前端２ａに向かう方向である。

【0035】

ここに示す実施形態では、クランピングデバイス１は、周壁１４の周方向に間隔があけられている３つの第１のウェッジ４０を含む。第１のウェッジ４０のそれぞれは、周壁１４を通して半径方向に伸長する第１のアパーチャ４５のそれぞれにスライド可能に受容されている。第１のウェッジ４０は、それらが、関連付けられている第１のアパーチャ４５において半径方向に内向きに押された際に、ドローバー５を引き込まれたロッキング位置に向けて共に押すよう構成されている。

【0036】

クランピングデバイス１は、ハウジング２の周壁１４において、対応する数の第１のアパーチャ４５を通して伸長して配置されている、いずれの好適な数の第１のウェッジ４０を含んでよい。第１のウェッジ４０と、関連付けられている第１のアパーチャ４５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。

【0037】

第１のウェッジ４０のそれぞれは、ハウジング２の周壁１４から外に向いている第１の受圧面４１を含み、作動スリーブ３０には、その内側において、第１のウェッジにおける第１の受圧面４１と接触するために内に向いている第１の加圧面３１が提供されている。第１の加圧面３１のそれぞれは、上述する第１の軸方向Ｄ１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３１は、作動スリーブ３０が第１の軸方向Ｄ１に動かされる際に、第１のウェッジにおける第１の受圧面４１を押すことにより、第１のウェッジ４０を、第１のアパーチャ４５において半径方向に内向きに押すよう構成されている。

【0038】

第１のウェッジ４０のそれぞれはまた、ハウジング２の後端２ｂに向いており、ハウジングの前端２ａに向いている、ドローバー５における第１のスライド面１６と接触しているウェッジ面４６をも含む。第１のウェッジ４０が、作動スリーブ３０により、第１のアパーチャ４５において半径方向に内向きに押されると、第１のウェッジ４０のそれぞれのウェッジ面４６が、ドローバーにおいて対応する第１のスライド面１６上をスライドしてこれを押し、これにより、ドローバー５を、引き込まれたロッキング位置に向けて移動させる。

【0039】

ここに示す実施形態では、第１のウェッジのそれぞれのウェッジ面４６と、ドローバー５において関連付けられている第１のスライド面１６と、は、平面として形成されている。これらは、縦方向軸Ｌに対して垂直な、ハウジング２を通る縦方向の断面に見られるように、縦方向軸Ｌに対して傾いている。この場合では、それらの表面１６、４６は、図１０に示すように、縦方向軸Ｌに対して垂直な断面に見られるように、線形である。第１のウェッジのそれぞれのウェッジ面４６と、ドローバー５において関連付けられている第１のスライド面１６と、は、その代替として、縦方向軸Ｌに対して垂直な断面に見られるように、曲線状であってよい。後者の場合では、それらの表面１６、４６は平面ではない。そのさらなる代替として、それらの表面１６、４６の一つは、縦方向軸Ｌに対して垂直な、ハウジング２を通る縦方向の断面に見られるように、曲線状とすることができる。

【0040】

ドローバー５が、作動スリーブ３０と第１のウェッジ４０との影響下で、引き込まれたロッキング位置に押し込まれている際に、作動スリーブ３０は、好ましくは、セルフロッキングの軸方向の位置を周壁１４の上に想定するよう構成されており、これにより、作動スリーブ３０が、ドローバー５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。セルフロッキングの軸方向の位置では、作動スリーブ３０と、作動スリーブ３０と接触している、第１のウェッジ４０及び／又は周壁１４の各部と、の間の摩擦力が、作動スリーブが軸方向に、第２の軸方向Ｄ２に変位することを防ぐ。

【0041】

第１の加圧面３１と第１の受圧面４１とは、好ましくは、縦方向軸Ｌに対して、ドローバー５が、作動スリーブ３０と第１のウェッジ４０との影響下で、引き込まれたロッキング位置に押し込まれている際に、第１のウェッジ４０が、作動スリーブ３０を、周壁１４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４を参照されたい）により傾いている。

【0042】

ここに示す実施形態では、クランピングデバイス１は、周壁１４の周方向に間隔があけられている３つの第２のウェッジ５０を含む。第２のウェッジ５０のそれぞれは、周壁１４を通して半径方向に伸長する第２のアパーチャ５５のそれぞれにスライド可能に受容されている。第２のウェッジ５０は、それらが、関連付けられている第２のアパーチャ５５において半径方向に内向きに押された際に、ドローバー５を前進したリリース位置に向けて共に押すよう構成されている。

【0043】

クランピングデバイス１は、ハウジング２の周壁１４において、対応する数の第２のアパーチャ５５を通して伸長して配置されている、いずれの好適な数の第２のウェッジ５０を含んでよい。第２のウェッジ５０と、関連付けられている第２のアパーチャ５５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。

【0044】

第２のウェッジ５０のそれぞれは、ハウジング２の周壁１４から外に向いている第２の受圧面５２を含み、作動スリーブ３０には、その内側において、第２のウェッジにおける第２の受圧面５２と接触するために内に向いている第２の加圧面３２が提供されている。第２の加圧面３２のそれぞれは、上述する第２の軸方向Ｄ２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３２は、作動スリーブ３０が第２の軸方向Ｄ２に動かされる際に、第２のウェッジにおける第２の受圧面５２を押すことにより、第２のウェッジ５０を、第２のアパーチャ５５において半径方向に内向きに押すよう構成されている。

【0045】

第２のウェッジ５０のそれぞれはまた、ハウジング２の前端２ａに向いており、ハウジングの後端２ｂに向いている、ドローバー５における第２のスライド面１７と接触しているウェッジ面５７をも含む。第２のウェッジ５０が、作動スリーブ３０により、第２のアパーチャ５５において半径方向に内向きに押されると、第２のウェッジ５０のそれぞれのウェッジ面５７が、ドローバーにおいて対応する第２のスライド面１７上をスライドしてこれを押し、これにより、ドローバー５を、前進したロッキング位置に向けて移動させる。

【0046】

ここに示す実施形態では、第２のウェッジのそれぞれのウェッジ面５７と、ドローバー５において関連付けられている第２のスライド面１７と、は、平面として形成されている。これらは、縦方向軸Ｌに対して垂直な、ハウジング２を通る縦方向の断面に見られるように、縦方向軸Ｌに対して傾いている。この場合では、それらの表面１７、５７は、図１１に示すように、縦方向軸Ｌに対して垂直な断面に見られるように、線形である。第２のウェッジのそれぞれのウェッジ面５７と、ドローバー５において関連付けられている第２のスライド面１７と、は、その代替として、縦方向軸Ｌに対して垂直な断面に見られるように、曲線状であってよい。後者の場合では、それらの表面１７、５７は平面ではない。そのさらなる代替として、それらの表面１７、５７の一つは、縦方向軸Ｌに対して垂直な、ハウジング２を通る縦方向の断面に見られるように、曲線状とすることができる。

【0047】

第１のウェッジ４０のそれぞれはまた、ハウジング２の周壁１４から外に向いている第３の受圧面４３をも含んでよく、作動スリーブ３０には、その内側において、第１のウェッジのそれぞれにおける第３の受圧面４３と接触するために内に向いている第３の加圧面３３が提供されている。第３の加圧面３３は、第１の軸方向Ｄ１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３の加圧面３３と第３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６を参照されたい）により傾いている。第１及び第３の加圧面３１、３３と、第１及び第３の受圧面４１、４３と、は、それぞれ、作動スリーブ３０と、第１のウェッジ４０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Ｄ１への作動スリーブ３０の動作の後に、第３の加圧面３３が、動作の初期の第１のフェーズ中に、関連付けられている第３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３１が、動作の、それに続く第２のフェーズ中に、関連付けられている第１の受圧面４１上をスライドしてこれらを押すよう構成されている。

【0048】

ここに示す実施形態では、作動スリーブ３０における第３の加圧面３３は、環状の回転対称な表面の形態を有する。この場合では、作動スリーブ３０における第３の加圧面３３は１つのみである。しかし、作動スリーブ３０には、その代替として、第１のウェッジ４０の数に対応する数の別個の第３の加圧面３３が提供され得、第１のウェッジ４０のそれぞれにおける第３の受圧面４３は、作動スリーブ３０におけるそれ自身の第３の加圧面３３に関連付けられている。

【0049】

第１及び第３の加圧面３１、３３と、第１及び第３の受圧面４１、４３と、は、好適には、縦方向軸Ｌに対して垂直な断面に見られるように、曲線状である。また、第２の加圧面３２と、第２の受圧面５２と、は、縦方向軸Ｌに対して垂直な断面に見られるように、曲線状であってよい。しかし、加圧面３１、３２、３３と受圧面４１、５２、４３との１つ又はそれ以上が、その代替として、平面の形態を有してよく、その結果として、縦方向軸Ｌに対して垂直な断面に見られるように、線形であってよい。ここに示す実施形態では、第２の加圧面３２のそれぞれは、作動スリーブ３０の回転対称な内壁面３５において形成されているリセス３４に提供されている。さらに、ここに示す実施形態では、作動スリーブの内側における、この回転対称な内壁面３５の部位３９は円錐形状であり、第１の加圧面３１は、この円錐形状の壁部位３９の異なる部分において提供されている。

【0050】

第１のウェッジ４０と第２のウェッジ５０とは、好ましくは、周壁１４の周方向に見て、交互に配置されており、ここでは、第１のウェッジ４０の各１つには、周壁１４の周方向に見て、第２のウェッジ５０の１つが続き、第２のウェッジ５０の各１つには、周壁１４の周方向に見て、第１のウェッジ４０の１つが続く。

【0051】

ここに示す実施形態では、第１の加圧面３１と第２の加圧面３２とは、作動スリーブ３０の軸方向に部分的に互いに重なっており、それらは、作動スリーブ３０の周方向に互いに離れている。

【0052】

第１及び第２のウェッジ４０、５０は、ハウジング２の周壁１４において関連付けられている第１及び第２のアパーチャ４５、５５に回転不可能に受容されている、つまり、ウェッジのそれぞれは、関連付けられているアパーチャにおける回転が防止されている。ここに示す実施形態では、ウェッジ４０、５０のそれぞれと、周壁１４において関連付けられているアパーチャ４５、５５と、は、円形断面形状を持つ相互接触面を有する。この場合では、ボール１８（図１０及び図１１を参照されたい）は、ウェッジ４０、５０のそれぞれと、関連付けられているアパーチャ４５、５５の内面と、の間に配置されており、このボール１８は、ウェッジのエンベロープ面におけるリセス４８、５８に部分的に、及び、アパーチャの内面における細長溝１９に部分的に、収められている。ボール１８は、そのエンベロープ面におけるリセス４８、５８に受容されることにより、関連付けられているウェッジ４０、５０に対して、その位置が固定されたままとなっている。ボール１８は、関連付けられているアパーチャ４５、５５における細長溝１９にスライド可能に受容されており、ウェッジ４０、５０は、これにより、関連付けられているアパーチャ４５、５５の軸方向に移動でき、同時に、ボール１８は、ウェッジがアパーチャにおいて回転することを防いでいる。その代替として、ウェッジ４０、５０のエンベロープ面と、アパーチャ４５、５５の内面と、は、ウェッジが、関連付けられているアパーチャにおいて回転することを防ぐために、楕円断面形状などの、非円形の断面形状を有し得る。

【0053】

クランピングデバイス１はまた、第１及び第２の軸方向Ｄ１、Ｄ２への作動スリーブ３０の動作を達成するために、１つ又はそれ以上の油圧又は空圧アクチュエータなどの追加的コンポーネントをも含んでよい。クランピングデバイス１の制御は、アクチュエータなどを用いて容易に自動化されてよい。したがって、本発明に係るクランピングデバイス１が、自動ツール交換作業での使用に好適となる。しかし、本発明に係るクランピングデバイス１はまた、手動操作に適合されてもよい。

【0054】

ツールホルダ６０がハウジング２にクランプされる際に、図５に示すように、ドローバー５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６１が、ボア３の載置部位１０に挿入される。これによって、ドローバーのヘッド部位６は、ツールホルダシャンク６１におけるかみ合いボア６２に受容され、ツールホルダシャンク６１におけるかみ合い溝６４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、作動スリーブ３０は、第１の軸方向Ｄ１に、例えば、油圧又は空圧アクチュエータ用いて、又は、手動操作により、動かされる。作動スリーブ３０のこの軸方向の動作の第１のフェーズ中、作動スリーブ３０における第３の加圧面３３が、第１のウェッジ４０における第３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、第１のウェッジ４０が半径方向に内向きに押されることとなり、ドローバー５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３の加圧面及び受圧面３３、４３の比較的きつい傾斜βで、第１のウェッジ４０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５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５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３の加圧面３１、３３と、第１及び第３の受圧面４１、４３と、は、第３の加圧面３３が第３の受圧面４３を通り、第１の加圧面３１が第１の受圧面４１に到達するような距離を、作動スリーブ３０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５が、ボア３におけるその最終的な引き込まれた位置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３１、４１がアクティブとなっている。このフェーズでは、作動スリーブ３０の比較的大きな動作が、第１のウェッジ４０の非常に小さい半径方向の変位と、ドローバー５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５は、ツールホルダシャンク６１を大きな力をもって引き、ハウジング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３１、４１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５が引き込まれたロッキング位置に到達した際に、作動スリーブ３０における力が解放されてよい。

【0055】

ツール交換作業が行われ、ツールホルダ６０がハウジング２からリリースされる際には、作動スリーブ３０が第２の軸方向Ｄ２に動かされる。作動スリーブ３０が、第２の軸方向Ｄ２への十分な力を受けると、作動スリーブ３０における第１の加圧面３１と第１のウェッジ４０における第１の受圧面４１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、作動スリーブ３０は、ハウジング２に対して、第２の軸方向に移動可能となる。作動スリーブ３０がこの方向に動かされると、作動スリーブ３０における第２の加圧面３２が、第２のウェッジ５０における第２の受圧面５２上をスライドしてこれらを押す。これによって、第２のウェッジ５０が半径方向に内向きに押されることとなり、ドローバー５が軸方向に、前進したリリース位置に向けて変位することとなる。ドローバー５が前進したリリース位置に向けて動かされると、ドローバー５のヘッド部位６の外端が、ツールホルダシャンク６１におけるかみ合いボア６２における表面６５にあたり、これにより、ツールホルダシャンク６１をハウジング２から解放する。前進したリリース位置に向かうドローバー５の動作中、ドローバー５における第１のスライド面１６が、第１のウェッジ４０におけるウェッジ面４６に押され、これにより、第１のウェッジ４０を半径方向に外向きに押す。半径方向に外向きの第１のウェッジ４０の動作は、作動スリーブ３０の内側における環状の溝３７に固定されているストップリング３６により制限されている。

【0056】

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】