(57)【要約】本発明は、万力（２）のためのクランプジョー（１）に関し、クランプ板（３）および少なくとも２個のブリッジ（４，５）を備える。クランプ板（３）によってクランプされる加工物（６）に加えるクランプ力Ｋが、加工物（６）に対面する表面（７）に沿って変化する構成とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプ板（３）および少なくとも２個のブリッジ（４，５）を有する万力（３）用のクランプジョー（１）であって、クランプした工作物（６）に対する前記クランプ板（３）のクランプ力Ｋが、前記工作物（６）に指向する表面（７）に沿って変化する構成としたことを特徴とするクランプジョー。
【請求項２】
前記クランプ力の合力Ｋｒは、前記クランプ板（３）の前記表面（７）の中心Ｍより上方に存在する構成としたことを特徴とする請求項１に記載のクランプジョー（１）。
【請求項３】
前記クランプ板（３）は、外側ブリッジ（４）および内側ブリッジ（５）を有することを特徴とする請求項１または２に記載のクランプジョー（１）。
【請求項４】
前記外側ブリッジ（４）および前記内側ブリッジ（５）は、弾性的に可撓性があるものとし、前記内側ブリッジ（５）のばね定数は、前記外側ブリッジ（４）のばね定数より小さいことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のクランプジョー（１）。
【請求項５】
前記ブリッジ（４，５）は、湾曲した形状にしたことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のクランプジョー（１）。
【請求項６】
前記ブリッジ（４，５）は、異なる湾曲形状にしたことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のクランプジョー（１）。
【請求項７】
前記内側ブリッジ（５）は、前記外側ブリッジ（４）よりもより大きい曲率を有するものとしたことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項に記載のクランプジョー（１）。
【請求項８】
前記内側ブリッジ（５）を、Ｓ字状の形状としたことを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか一項に記載のクランプジョー（１）。
【請求項９】
前記クランプジョー（１）は、前記ブリッジ（４，５）の間にキャビティ（８）を有し、前記キャビティ（８）の曲面（９）は、過荷重を防止するよう適切に設計したことを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか一項に記載のクランプジョー（１）。
【請求項１０】
前記クランプジョー（１）は、過荷重を防止するために前記内側ブリッジ（５）の下方に湾曲した溝孔（１０）を有するものとしたことを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか一項に記載のクランプジョー（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランプ板および少なくとも２個のブリッジを有する万力用のクランプジョーに関する。
【０００２】
例えば電気的放電加工機、工作機械等において、工作物の精密な機械加工のために、機械加工する工作物を万力ベッドに強固にクランプすることが必要である。しかし、クランプ中に工作物が万力ベッドから僅かに動いてしまうおそれがある。この不確実さが不正確さを招く。
【０００３】
特許文献１（欧州特許第０１９６５４４号）は、万力ベッドを有する万力を開示しており、この万力は、第１クランプ板を有する第１固定クランプジョーを有し、また万力ベッド上で移動可能に案内され、第２クランプ板を有し、且つ万力ベッドに回転可能に取り付けたスピンドルに回転可能に取り付けられた第２クランプジョーを有し、このスピンドルは、万力内に形成し、かつ第２クランプジョーの基部により閉じられる長手方向通路内に貫通し、万力ベッドの長手方向溝孔に補足的に保持されたネックを介して第２クランプ板へ連結される。工作物をクランプジョー間にクランプして正確に位置決めするために、クランプ板に交差する方向に延在しまたクランプ板間に延在する平坦な基準面を万力ベッドに設け、この基準面の方向に延在する少なくとも２個の互いに隣接するクランプ面を万力ベッドに形成し、このうち第１クランプ面を基準面に関して傾斜させ、また第２クランプ面を基準面に対して反対方向に傾斜させ、これらクランプ面に隣接して少なくとも２個のグリップ面を第２クランプジョーに形成し、このうち第１グリップ面を第１クランプ面に平行に延在させ、また第２グリップ面を第２クランプ面に平行に延在させる。結果として、万力の非常に密接する形態を可能とし、この形状により前記万力はワイヤカッティング電気的放電加工機上での使用に特に適するようになる。
【０００４】
他のクランピング装置が、特許文献２（欧州特許第０３６２７５３号）に開示されている。これは、工作物の保持に供するものであり、またこの保持のために、互いにある距離を離して調節可能に向かい合うクランプ面を設けたクランプジョーを有する。ワークレストも設ける。クランプすべき工作物により調節可能であり、またクランプ方向に作用可能である引き下がり装置を、クランプ面またはクランプジョーのクランプ面に設ける。この引き下がり装置は、クランプ面を超えて突出する引き下がり素子を有し、この引き下がり素子はワークレストに対して斜め方向に指向する。クランプ操作中、この引き下がり素子が作用し、その過程においてワークレストの方向にある角度下向きに回動し、このとき、この方向の力が工作物に伝わるかまたは作用することにより、ワークレストに確実に圧着する。
【０００５】
特許文献３（独国出願公開第４３４１７４４号）には、工作物を加工する機械上のクランピング装置用のプルダウンクランピングシステムを開示しており、このプルダウンクランピングシステムは、互いに対向する２個の部分、すなわち、固定クランプジョーを有する停止プルダウンクランプおよび移動可能クランプジョーを有するプルダウンクランプを有し、これらクランプジョー間に機械加工すべき工作物をクランプし、停止プルダウンクランプは保持板に配置するジョー本体を構成する固定停止部分として設け、このジョー本体に工作物をクランプするための保護ジョーを設け、この保護ジョーは、保持板に対して直交するクランプ面を有し、ジョー本体は停止レストに圧着しまた保持板に対して弾性的に屈曲可能な部分および形態設計を有し、これらの結果として、保持板と平行に作用するスラスト力が保護ジョーを介して作用するとき、保持板に指向しまた持ち上げ力より大きい力が工作物に伝達される。
【０００６】
最適なクランピングシステムの主な必要条件は、クランプ操作中またはクランプ済みの状態において、万力から決して動くことなく工作物をクランプすることである。例えば、ワイヤカッティング電気的放電加工において、加工屑または廃棄材料を洗い流すために、工作物を機械加工中、１００バールにも達する圧力で水を吹き付ける。これにより、クランプした工作物が振動するおそれがあり、これらの振動により工作物の正確なクランプに悪影響を及ぼすおそれがある。従来技術における問題は、工具のクランプ中に必要な強さを、より正確なクランプ力付与要件があっても、満たすことができないことである。例えば、工作物は大きくなってきているため、現在の種類のクランプ装置も、クランプ工具の大きさと比べて比較的大きな工作物を最適にクランプすることができなければならない。例えば、ワイヤカッティング電気的放電加工機はより高速の動作速度を有する。これにより、蓄積したチップを除去するためにより高い水圧が必要となり、その結果として工作物により大きな荷重が加わることになる。
【０００７】
他の欠点は、低すぎる荷重支持能力のため、工作物をはみ出して使用することである。はみ出している工作物は、クランプ力に悪影響を及ぼすおそれがある一定の曲げモーメントを生じる。
【０００８】
操作者にとって肉体的に不利な点として、例えば、万力をレンチによって何度も手動で操作しなければならないことがある（筋肉や関節にストレスを与える）。
【特許文献１】欧州特許第０１９６５４４号明細書
【特許文献２】欧州特許第０３６２７５３号明細書
【特許文献３】独国出願公開第４３４１７４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、これら欠点をすべて回避する、すなわち同じ万力ベッドの方向に同一操作力でクランプ力を増大し、またクランプ強度を増大させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、この目的は、クランプした工作物に対するクランプ板のクランプ力が、工作物に指向する表面に沿って変化する構成とすることにより達成する。
【発明の効果】
【００１１】
クランプジョーのクランプ力が変化するために、クランプ板の表面の中心より上方にかかる好ましいクランプ合力により、トルクの増大を達成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の他の実施形態によれば、クランプ板は、外側ブリッジおよび内側ブリッジを有する構成とする。
【００１３】
さらに、外側ブリッジおよび内側ブリッジは、クランプ方向に弾性的に可撓性があるものとし、内側ブリッジのばね定数は、外側ブリッジのばね定数より小さいものとする。
【００１４】
従属請求項によれば、ブリッジは湾曲した形状とし、この場合ブリッジは異なる湾曲形状とすることができる。
【００１５】
例えば、内側ブリッジは、外側ブリッジよりもより大きな曲率を有するものとする。
【００１６】
１個以上のこれらの手法により、万力ベッドと平行なクランプ力の作用点を変位させることができ、その結果工作物に作用するトルクが増加する。したがって、万力ベッドに直交する方向のクランプ強度が増加する。最も重要な特徴は、最大の荷重支持能力が得られることである。荷重支持能力は、工作物に加わる合力の関数である最大曲げモーメントにより与えられる。荷重支持能力は、本発明によれば大幅に増大する。
【００１７】
さらに、従来技術と同一の荷重支持を行うために操作者が加えなければならない必須トルクは減少する。このことは、操作者の健康に有益である。
【００１８】
好適な実施形態によれば、内側ブリッジを、Ｓ字状の形状とする。しかし、本発明は、ブリッジをＳ字状の形状に限定するものではない。クランプ力と荷重支持能力を増加させる目的を達成するすべての形状を想定し得る。
【００１９】
本発明によれば、クランプジョーはブリッジの間にキャビティを有し、キャビティの曲面は、過荷重を防止するよう適切に設計する。
【００２０】
さらに、クランピングジョーは、過荷重を防止するための内側ブリッジの下方に湾曲した溝孔を有するものとする。
【００２１】
溝孔は、クランプ工具の過荷重を防止するための安全な特徴部として役立つ。溝孔の幅は、最大許容荷重の幾何学的なめやすとなる。
【００２２】
本発明を、例示的実施例につき以下に説明する。
【００２３】
従来技術による既知のクランプジョー１１および１２を有する万力２を、図１に三次元的に示す。クランプジョー１１を、万力本体１３に一体ピースとして強固に連結する。それ自体既知の方法により作業台に固定するための孔１４を、万力本体１３に設ける。固定クランプジョー１１の側面には、万力ベッド１５を配置し、この万力ベッド１５において、図２に示す工作物６を所定位置にクランプする。万力ベッド１５の下方で、万力本体１３の内部にスピンドル装置１６を設ける。スピンドル装置１６は、普通のようにスピンドル２２により構成し、このスピンドル２２はナット１７により万力本体１３の一方の側面に固定し、他方の側面はスピンドル２２を操作するための回転ハンドル１８により閉鎖する。万力本体１３内で案内されるクランプジョー１２は、スピンドル２２により移動し、クランプジョー１１と１２との間に工作物６をクランプする。従来技術によれば、クランプジョー１１および１２は、２個のブリッジ１９および２０を有する。ブリッジ１９および２０の間に、平行四辺形状のキャビティ２１を示す。
【００２４】
図２は、クランプジョー１の例示的実施例を有する万力の側面図を示す。工作物６は、クランプジョー１において所定位置にクランプする。図２の参照符号は、図１の参照符号に対応する。
【００２５】
案内２３上で移動可能に保持されるクランプジョー１を、図３に三次元的に示す。
【００２６】
クランプジョー１の可能な構成を、図４に側面図で示す。クランプジョー１は、工作物６に対面する表面７を備えたクランプ板３を有する。さらに、クランプジョー１には、外側ブリッジ４および内側ブリッジ５を配置する。内側ブリッジ５および外側ブリッジ４は、互いに平行には延在しない。内側ブリッジ５は、外側ブリッジ４よりも剛性を低くするために、より大きな角度にわたり湾曲させる。このようにして得られるばね特性をにより、クランプ板３の表面７を工作物６に完全に接触させることができる。クランプ状態の力関係を、図５ａおよび５ｂにより詳細に示す。図示の実施例は、湾曲した外側ブリッジ４およびＳ字状の内側ブリッジ５を示す。ブリッジ４および５によって囲まれたキャビティ８には、クランプジョーの過荷重を防止する曲面９を設ける。さらに、湾曲した、例えばＳ字状の溝孔１０を、万力ベッド１５と内側ブリッジ５との間における過荷重保護として設ける。溝孔１０により形成されるギャップ幅は、クランプ中に生じるトルクが大きすぎる場合、ゼロになる。
【００２７】
図５ａおよび５ｂは、既知のクランプジョーと本発明による例示的なクランプジョーとの間のクランプ状態における力関係の比較を示す。
【００２８】
図５ａは、従来技術によるクランプ状態を示す。２個のブリッジ１９および２０は、平行四辺形のキャビティ２１を包囲する。クランプ力Ｋは、クランプ面２５の全面２４にわたり一定である。合力Ｋｒはクランプ面２５の中心Ｍに働き、合力Ｋｒおよび距離Ｌ１で生ずるトルクＤｍ１を得る。
【００２９】
本発明の場合における力の流れは異なっており、図５ｂにつき示す。特別な湾曲形状のブリッジ４および５の結果により、クランプ力Ｋは上から下に向かって減少する構成をなす。合力Ｋｒの作用点は、クランプ板３の表面７の中心Ｍより上になる。従って、距離Ｌ２は、図５ａにおける距離Ｌ１より大きくなる。結果として、従来技術と比べ、トルクＤｍ２は、トルクＤｍ１よりも増大する。作用アームＬ２を掛け合わせた力ＫｒおよびＦ２からの結果として、最大の曲げモーメントを得ることが最も重要である。工作物を、摩擦による臨界的曲げ方向に保持することができる。曲げ強度は、ほぼ距離Ｌ２に依存する。
【００３０】
図５ａおよび図５ｂに示す力分布の比較により、万力ベッド１５の方向へ指向する図５ｂにおける力Ｆ２は、図５ａにおける力Ｆ１よりも大きい。従って、本発明による実施例の工作物６は、非常に強く下方に引っ張られ、より強固に保持される、このことが本発明の最も重要な狙いである。
【００３１】
本発明は、図示のブリッジおよび溝孔の湾曲形状に限定するものではない。直線的および平行的な幾何学的要素を有する従来技術と比較して、万力ベッドに指向するより大きな力を生じさせる幾何学的形状を見出すことが重要である。
【００３２】
本発明による利点は、とくに、クランプジョーの適切な形状により、同一操作トルクでより大きい荷重能力およびより大きいクランプ力が得られることにある。また、作業者にとって、本発明によるクランプジョーを有する万力の操作は、関節や筋肉に対するストレスが少ない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来技術による万力を示す斜視図である。
【図２】本発明による万力の側面図である。
【図３】クランプジョーの三次元的斜視図である。
【図４】クランプジョーの側面図である。
【図５ａ】従来技術による力関係を示す説明図である。
【図５ｂ】本発明による力関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  クランプジョー
２  万力
３  クランプ板
４  外側ブリッジ
５  内側ブリッジ
６  工作物
７  表面
８  キャビティ
９  曲面
１０  溝孔
１１  クランプジョー
１２  クランプジョー
１３  万力本体
１４  孔
１５  万力ベッド
１６  スピンドル装置
１７  ナット
１８  回転ハンドル
１９  ブリッジ
２０  ブリッジ
２１  キャビティ
２２  スピンドル
２３  案内
２４  全面
２５  クランプ面
Ｋ  クランプ力
Ｋｒ   合力
Ｍ  中心
Ｄｍ１  トルク
Ｄｍ２  トルク
Ｌ１   距離（作用アーム）
Ｌ２   距離（作用アーム）
Ｆ１   力
Ｆ２   力
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【国際調査報告】
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