(57)【要約】  本発明は、円錐状の穿孔軸（３）を有する第１の機械部分（１）を、メス孔（４）を有する第２の機械部分（２）に対し、解放可能に固定するクランプ装置に関する。クランプ装置は、第２の機械部分（２）の内側にある軸方向に可動なクランプスリーブ（６）及びそのクランプスリーブ（６）に割り当てられクランプスリーブ（６）の軸方向移動を通じて放射方向に可動な数個のクランプツメ（１１）を備える。クランプツメ（１１）は、クランプツメ（１１）を円錐状穿孔軸（３）の円錐状内側面（１４）に対して位置決めするよう、クランプ面（１３）を有する。簡単に実装可能で安価な追加固定機構であってクランプ素子が解放されたときでもそれにより第１の機械部分を単純且つ信頼性よい形態にて保持できるものを生成するため、放射方向に弾性を有するクランプセグメント（４３）を伴うスプリットテーパソケット（３９，４８）が第２の機械部分（２）内に配置され、摩擦による第１の機械部分（１）との結合固定を可能にする。
2005511325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿孔された円錐軸（３）を伴う第２の機械部分（１）を、テーパ孔（４）を伴う第２の機械部分（２）上にて取り外し可能に保持するためのクランプ装置であって、当該クランプ装置が、第２の機械部分（２）内において軸方向に沿い変位可能なクランプスリーブ（６）、及び、クランプスリーブ（６）と関連づけられクランプスリーブを軸方向移動に供することにより放射方向に変位可能な数個のクランプツメ（１１）を備え、クランプツメが、穿孔された円錐軸（３）の円錐状内側面（１４）と接触するクランプ面（１３）を有するクランプ装置において、第２の機械部分（２）が、放射方向に弾性を有するグリップセグメント（４３）を伴い第１の機械部分（１）を摩擦結合形態にて保持するグリップスリーブ（３９，４８）を含むことを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のクランプ装置において、グリップスリーブ（３９，４８）が、その縦方向に延びその周回方向に沿って互いに間隔配置された数個の縦長スロット（４２）を有し、放射方向に弾性を有するグリップセグメント（４３）が前記縦長スロット間に形成されたことを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
請求項２記載のクランプ装置において、グリップセグメント（４３）が、穿孔された円錐軸（３）内にて摩擦結合形態により内側面（４５）と接触する持ち上がった接触面（４４）を有することを特徴とするクランプ装置。
【請求項４】
請求項３記載のクランプ装置において、グリップセグメント（４３）の接触面（４４）が、縦長スロット（４２）により区切られた環状面を形成し、穿孔された円錐軸（３）の内側において円筒状内側面（４５）と接触することを特徴とするクランプ装置。
【請求項５】
請求項４記載のクランプ装置において、第１の機械部分（１）が挿入されていないとき、接触面（４４）の領域におけるグリップスリーブ（３８，４１）の外径が、円筒状内側面（４５）の領域における穿孔された円錐軸（３）の内径より大きいことを特徴とするクランプ装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のクランプ装置において、第１の機械部分（１）上におけるグリップセグメント（４３）の接触圧が調整可能であることを特徴とするクランプ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のクランプ装置において、グリップスリーブ（４８）が、互いに他に対して変位させることが可能で円錐状のスレッドにより連結された２個のスロット入り部分（４９，５０）から構成されることを特徴とするクランプ装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載のクランプ装置において、グリップスリーブ（３９，４８）が、その後端にその周回方向に沿って間隔配置された数個の保持突起（４７）を有し、当該保持突起がグリップスリーブ（３９，４８）を第２の機械部分内において軸方向に固定するよう作用することを特徴とするクランプ装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載のクランプ装置において、第１の機械部分（１）が、穿孔軸ツール又は穿孔軸ツールレセプタクルから構成され、第２の機械部分（２）が、機械ツールのワークスピンドルから構成されることを特徴とするクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本願請求項１のプリアンブルに記載されたクランプ装置に関する。即ち、本発明は、穿孔された円錐軸を伴う第１の機械部分を、テーパ孔を伴う第２の機械部分上にて、取り外し可能に保持するクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のクランプ装置としてはＤＥ２９９２２６４２Ｕ１によるものが知られている。この装置においては、テーパ孔を伴うワークスピンドル内において数個のクランプツメをクランプセグメントグリッパ内へと結合させる。クランプツメの第１の端は傾斜したクランプ面を有しており、この面は、穿孔された円錐軸(conical drilled shank)の内側にある環状溝上の対応するクランプ斜面と接触する。ワークスピンドル内には、クランプツメと平行に延びた保持タブを伴う放射状の弾性保持グリッパも配置される。クランプ斜面に対応する傾斜保持面は各保持タブ上に配置され、傾斜保持面は、保持タブのアイドル位置において、穿孔された円錐軸のクランプ斜面にぶつかる。保持タブの追加によって、穿孔された円錐軸はまた、クランプツメがクランプ斜面と未接触の状態やクランプツメが既に解放された状態でも、位置保持される。この種のクランプ装置においては、保持タブ上における傾斜保持面の形状及び位置が、穿孔された円錐軸の対応するクランプ斜面に対し、厳密に適合していなければならない。これは、精密製造及び厳格実装を要求する。加えて、穿孔された円錐軸をワークスピンドルから取り外す際、環状溝内において積極的に結合している保持タブを放射状内側に向け移動させ穿孔された円錐軸を解放するために、初期的に比較的強い引っ張り力を作用させることが、必要とされる。保持タブの傾斜保持面がクランプ斜面から外れるとすぐ、このツールは解放され保持力は瞬時的に消滅する。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、容易に実装でき、クランプ素子が解放された場合でも第１の機械部分を単純且つ信頼性よい形態に保持可能で安価な補助的保持構造を伴う、クランプ装置を開発することにある。
【０００４】
この目的は、本願請求項１に記載された特徴的構成によって達成される。それに追加する実際的開発事項及び有効的実施形態は従属形式請求項に記載されている。
【０００５】
本発明のクランプ装置における顕著な利点の一つは、穿孔された円錐軸を伴う機械部分が単純な摩擦結合により信頼性よく保持されることである。放射状弾性グリップセグメントを伴うグリップスリーブにより、全周に跨る大きな接触面が得られている。この結果として、満足行く保持だけでなく厳密な中心合わせもが実現されている。グリップセグメントの形状は、グリップセグメントを対応する環状溝に結合させる上で、穿孔された円錐軸のクランプ面に適合させる必要はない。これによってクランプ装置の製造及び実装が単純化される。加えて、穿孔された円錐軸を伴う機械部分を衝撃なしで挿入しまた取り外すことが、グリップスリーブと、穿孔された円錐軸の対応する内面との摩擦結合により、可能になっている。
【０００６】
本発明に係るクランプ装置は、機械ツール上の自動クランプツール向けに特に適している。この種のツールにおいては、第１の機械部分が穿孔軸(drilled-shank)ツール乃至穿孔軸ツールレセプタクルから構成され、第２の機械部分が当該機械ツールのワークスピンドルから構成される。グリップスリーブは、ツールを取り外すためクランプセグメントが既に解放位置に動いている場合でも、ワークスピンドル内においてツールを信頼性よく保持する。従って、ワークスピンドルの変位運動中においてクランプ機構をツール交換位置内に動かすことができ、自動ツールグリッパにより保持される前に交換対象ツール上において解放することができる。これによりツール交換時間を短縮することができる。しかしながら、クランプ装置は他の機械部分を連結するため、例えばマシンキャリッジ上の処理ユニットを取り外し可能に固定するため或いはクランプ装置を機械テーブルに連結するために、利用することもできる。
【０００７】
本発明の一実施形態においては、グリップスリーブはグリップスリーブの縦方向に延び周回方向に沿って互いに間隔を空けて配置された数個の縦長スロットを有し、放射状の弾性グリップセグメントがこの縦長スロット間に形成される。この種のグリップスリーブは簡単にまた安価に製造できる。
【０００８】
本発明の他の実施形態においては、グリップスリーブが、円錐状のスレッドにより互いにねじあわされる二つの部分から構成される。クランプ面は、内側スレッドを有する外側部分に設けられる。この実施形態においては、グリップスリーブの接触圧が容易に変化し二つの部分のうち回される方の要求に対して適合する。
【０００９】
グリップスリーブを軸保持する保持要素を伴うグリップスリーブをクランプセグメント上に設けるのが、実際的である。この構成により、クランプ装置全体と一体となったグリップスリーブの実装及び取り外しが単純化される。しかしながら、グリップスリーブは第２の機械部分上に搭載することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１及び図２に、穿孔軸ツール１を機械ツールのワークスピンドル２上において取り外し可能に保持するクランプ装置を示す。図１はクランプ位置、図２は解放位置である。穿孔軸ツール１は穿孔された円錐軸３を有する。この円錐軸３は、中空円筒状のワークスピンドル２の前端において、対応するテーパ孔４と結合させねばならない。
【００１１】
クランプスリーブ６は、その中心軸５が一致するようワークスピンドル２内に配置される。このクランプスリーブ６は、図示しない作動ロッド(activation rod)にネジ止めされ、この作動ロッドにより、軸方向に沿って図１に示したクランプ位置と図２に示した前方解放位置との間で変位する。穿孔された円錐軸３に面するクランプスリーブ６の前端は、穿孔軸ツール１上に一体形成された中央連結ペグ８を収容するための孔７を有しており、処理液の送給元として動作する。連結ペグ８は、クランプスリーブ６の前端上に配置されリング９により保持されたシール１０により、クランプスリーブ６に対してシールされている。
【００１２】
クランプスリーブ６の外側上には、中心軸５に対して平行に延びた数個のクランプツメ１１が、周回方向に沿い等間隔で以て配置されている。図示した実施形態においては、７個のクランプツメ１１が中心軸５について同心に配置されている。穿孔された円錐軸３に面しているそれらの前端１２上においては、クランプツメ１１は径方向に沿い厚みを増しており、円錐面断面の形態による第１のクランプ面１３を有している。図１に示したクランプ位置においては、このクランプ面１３は、穿孔された円錐軸３の内側にある内側円錐面１４にぶつかっている。内側円錐面１４は、穿孔された円錐軸３の縦軸に対して、クランプツメ１１の第１のクランプ面１３のそれと同じ傾き角を有している。それらの放射状に広がった後端１５上においては、クランプツメ１１の外面は、第１のクランプ面１３に対して逆方向に傾いた第２のクランプ面１６を有している。この第２のクランプ面１６は、ワークスピンドル２の環状溝１７内に配置された円錐状メイティング面１８上にてクランプツメ１１を支持する役割を、果たしている。クランプツメ１１の第２のクランプ面１６はまた円錐面断面の形態にて実現されており、メイティング面１８のそれに対応する傾き角を有している。
【００１３】
穿孔された円錐軸３に面しているその前端の外面上において、クランプスリーブ６は第１の円錐状クランプ面領域１９を有しており、この第１の円錐状クランプ面領域１９は、クランプツメ１１の前端１２上にある対応する内側面２０にぶつかっている。クランプスリーブ６の後端の外側には第２の円錐状クランプ面領域２１が配置されており、この第２の円錐状クランプ面領域２１は、クランプツメ１１の後端上にある対応する内側面２２にぶつかっている。クランプスリーブ６のクランプ面領域１９及び２１並びにクランプツメ１１の対応する内側面２０及び２２は互いに適合しており、クランプツメ１１は、クランプスリーブ６を軸５に沿った移動に供することにより、放射状外向きに又は内向きにワークスピンドル２の中心軸５に対して平行な位置まで変位させうる。クランプツメ１１に関するその他の構成上の詳細については、本願出願人が参照するところの欧州特許出願ＥＰ０４７１１９７Ａ１を参照されたい。
【００１４】
図３及び図４にその詳細を示したスペーサは、ワークスピンドル２の内側に、クランプツメ１１の後端と隣り合うよう、配置されている。このスペーサは放射状の外側ブッシング様ホルダ（outer bushing-like holder）２３を有しており、このホルダ２３は、そのクランプツメ１１に面する端において、軸方向に突出し傾斜した端面２５を伴う７個の突起２４を有している。ホルダ２３は、圧力スプリング２７による力が働くよう実装されたブッシング２６上にて、変位させることができる。ブッシング２６はその後端に環状ショルダ２８を有しており、その後端面２９において、ワークスピンドル２の内側にある環状面３０とぶつかっている。スリーブ３２はその縦軸３１が一致するようブッシング２６内に配置される。スリーブ３２の後端３３は環状ショルダ２８とぶつかっており、その前端は、ホルダ２３の突起２４間にて突出する傾斜接触面３５を伴う７個のリングセグメント３４を、有している。
【００１５】
図１によれば、ホルダ２３の突起２４はスロット３６内にてクランプツメ１１の後端と結合し、それらの傾斜端面２５はこれに対応するが如く溝３６のベースにおいて傾斜メイティング面３７にぶつかっている。スリーブ３２は、傾斜接触面３５を伴うクランプツメ１１の後端上にある斜面３８にぶつかっている。斜面３８は傾斜メイティング面３７のそれとは反対の傾斜を有している。
【００１６】
図５にその斜視外観が示されているグリップスリーブ３９は、クランプツメ１１の外側に、ワークスピンドル２の中心軸５に対して放射状に、配置されている。グリップスリーブ３９は、ワークスピンドル２の内側にある対応する孔４１内に配置された後部円筒領域４０を、有している。グリップスリーブ３９は、その周回方向に沿い等間隔で配置されその縦方向に沿って延びた数個の縦長スロット４２を、有している。グリップセグメント４３は、その放射方向に弾性を有しており、縦長スロット４２により区切られて形成されている。その後部領域において、グリップセグメント４３は持ち上がったクランプ面(elevated clamping surface)４４を有しており、このクランプ面４４は、穿孔された円錐軸３の内側上にある円筒部４５と接触する。グリップセグメント４３のクランプ面４４は、縦長スロット４２により隔設された環状面を形成しており、穿孔軸ツール１が挿入されたときは円筒部４５とぶつかる。クランプ面４４の周回方向に均一に広がった領域においては、グリップセグメント４３が内側に押されていないときのグリップスリーブ３９の外径は、円筒部４５の内径よりも大きい。従って、穿孔軸ツール１を挿入したとき、弾性グリップセグメント４３はそのクランプ面４４により弾性部４５にぶつかり張力が作用する。これは、クランプツメ１１が解放されたとき、穿孔軸ツール１がまたワークスピンドル２内にて摩擦結合にて保持されることを意味している。穿孔軸ツール１の挿入及び取り外しを単純化するため、クランプ面４４の端部上には、傾斜ランプ面４６が設けられている。グリップスリーブ３９はまた７個のＴ字型湾曲突起４７をその後端に有しており、それらはその周回方向において等間隔に分離配置されている。これらの突起４７はクランプツメ１１の後方においてその横方向突起により結合し、グリップスリーブ３９の軸方向固定をより確実なものにする。
【００１７】
第２実施形態に係るグリップスリーブ４８は、図６に示すように、スロットを有する２個の部分４９及び５０を有している。これらは互いにその位置をずらすことが可能である。即ちこれらは円錐状スレッド５１により互いにねじあわされている。クランプ面４４は前方部４９上に設けられており、前方部４９の内側にはスレッドが形成されている。後方部５０上にはＴ字突起４７が設けられており、またその外側にはスレッドが形成されている。この実施形態においては、グリップスリーブ４８の外径は、単純に二つの部分４９及び５０のうち一方を回すのみで、クランプ面４４の領域内において変化させうる。これは、個別要請に対してクランプ力を簡単に適合させうることを、意味している。
【００１８】
本発明に係るクランプ装置は、次のように機能する。
【００１９】
図示しない作動ロッドによりクランプスリーブ６が図１に示したクランプ位置から図２に示した解放位置へと変位させられると、それらがクランプスリーブ６の円筒状中心部５２にぶつかるに至るまで、クランプツメ１１が、圧力スプリング２７の作用を通じホルダ２３の傾斜端面２５により放射方向内側に押される。この位置においては、穿孔された円錐軸３もまたクランプツメ１１の前端１２から解放される。しかしながら、穿孔された円錐軸３はいまだグリップスリーブ３９により保持されており、その放射状弾性グリップセグメント４３は円筒部４５による圧力の下に接触面４４と接触している。クランプツメ１１が解放されたとき、穿孔軸ツール１もまた確実に保持されその脱落が防止される。
【００２０】
これは、自動ツール交換装置による干渉が生じる前に穿孔軸ツール１上においてクランプ機構を解放させうることを、意味している。これによって、ツール交換時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】クランプ位置における本発明クランプ装置の縦断面図である。
【図２】解放位置における本発明クランプ装置の縦断面図である。
【図３】本発明クランプ装置におけるスペーサを示す図である。
【図４】図３に示したスペーサのＡＡ線に沿った縦断面図である。
【図５】第１実施形態に係るグリップスリーブの斜視図である。
【図６】第２実施形態に係るグリップスリーブの側断面図である。
【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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【国際調査報告】
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