(57)【要約】【課題】本発明は、加工物を固定するためのクランプシステムに関するものである。【解決手段】クランプシステムのクランプ手段は静止式の固着用ブロックに相対的に僅かなピッチ分だけ移動させることで、工作機械に予め定められた締結用グリッドとは無関係に加工物を固定することができるように図っているとともに、加工物に配備された２本のクランプ構成部材間の距離変化を補正するにあたり、加工物について事前に定められたゼロ基点が、クランプ構成部材間の距離が変動してしまった後で新たにクランプ構成部材を固定したときのゼロ基点と一致するように実施するようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物を一時的に固定するためのクランプシステム（１）において、
ａ）１本またはそれ以上のベース部材（Ｂ１、Ｂ２、…）が軌道の形態に設計されており、２個またはそれ以上のクランプ装置（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、…）が設けられており、
ｂ）クランプ装置（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、…）は固着用ブロック（２）を有しており、固着用ブロックはベース部材（Ｂ１、Ｂ２、…）上の所定のグリッドスペーサ（３）に沿ってグリッド位置に形状弛み止め式にベース部材（Ｂ１、Ｂ２、…）上に固着され、
ｃ）１個またはそれ以上のクランプ装置（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、…）は位置決め用ブロック（４）を有しており、位置決め用ブロックはクランプ構成部材を一時的に固定するためのクランプ手段（５）を有しており、クランプ構成部材は加工物またはもう１つ別のベース部材（Ｂ１、Ｂ２、…）に接続されており、
ｄ）位置決め用ブロック（４）は運動経路に沿って固着用ブロック（２）に相対的に移動させることができるとともに、選択された可動位置で固着用ブロック（２）に一時的に固定することができることを特徴とするクランプシステム。
【請求項２】
クランプ構成部材が締付けボルトであり、締付けボルトは加工物またはベース部材に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のクランプシステム。
【請求項３】
運動経路はその最大の長さが、最も短いときでも、グリッドスペーサ（３）の最小の一区分に一致することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のクランプシステム。
【請求項４】
運動経路はベース部材の長手範囲方向に平行に延び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１に記載のクランプシステム。
【請求項５】
２本またはそれ以上のベース部材（Ｂ１、Ｂ２、…）が設けられており、ベース部材の各々が１個またはそれ以上のクランプ装置（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、…）を保持することで、それと同時に、２本またはそれ以上のベース部材（Ｂ１、Ｂ２、…）の上に１個の加工物を固定することができるようにしたことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１に記載のクランプシステム。
【請求項６】
２本またはそれ以上の、互いに平行であるのが好適である第１ベース部材および第２ベース部材（Ｂ１、Ｂ２、…）が設けられており、ベース部材の各々が１個またはそれ以上のクランプ装置（Ｋ１、Ｋ２、…）を保持し、１本またはそれ以上の別なベース部材（Ｂ３）が第１ベース部材（Ｂ１）の上および第２ベース部材（Ｂ２）の上に配備されたクランプ装置（Ｋ１、Ｋ２）に固定されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１に記載のクランプシステム。
【請求項７】
３本またはそれ以上のベース部材（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、…）を備えており、ベース部材Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、…）のうちの２本またはそれ以上のベース部材の長手範囲方向が互いにα≠ 0°の角度をなしていることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１に記載のクランプシステム。
【請求項８】
クランプ装置（Ｋ１、Ｋ２、…）を流体により作動させることができ、流体は圧縮空気が好適であることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１に記載のクランプシステム。
【請求項９】
ベース部材（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、…）はそれらの上に設置されるクランプ装置（Ｋ１、Ｋ２、…）に流体を供給するための１本またはそれ以上の流路を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１に記載のクランプシステム。
【請求項１０】
クランプ装置（Ｋ１、Ｋ２）は、ベース部材（Ｂ３、Ｂ４）に流体を更に導入するための１本またはそれ以上の流路を有しており、ベース部材（Ｂ３、Ｂ４）はクランプ装置（Ｋ１、Ｋ２）に固定されるよう意図されていることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１に記載のクランプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工物を一時的に固定するクランプシステムに関するものであり、また、工作機械において使用するのに好適なクランプシステムに関連している。
【背景技術】
【０００２】
各種工作機械において加工物を処理するにあたり、加工物は機械台盤に固定されることが多い。よって、このような固定操作は、特に、加工物に各種クランプ構成部材を固定してから、それらクランプ構成部材を、今度は、工作機械に設けられたクランプ手段に固定することで実施される（クランプ構成部材の一例として考えられるものとして、特に、締付けボルトがあるが、この締付けボルトは、例えば、加工物に一時的に螺合または挿入螺着されるものであるため、後段では「締付けボルト」は「クランプ構成部材」の特殊な実施形態であると解釈してもよい）。かかるシステムは、加工物が機械から一時的に取り外されても、別途の調節作業を必要とせずに工作機械に何度でも高位置精度で固定することができるという利点がある。
【０００３】
ドイツ特許出願第10 2005 033 468 A1号すなわちPCT国際出願公開第2007/009439号からも、かかるクランプシステムは周知であり、これら文献に記載されている他の物品を固定するための構成部材、すなわち、本願明細書のクランプ構成部材または締付けボルトを固定するメカニズムは明らかに本願明細書の開示内容の一部として組み入れられていると考えるべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、加工物の処理は段階的に実施されるが、このような場合、特に、加工物は別な作業場の工作機械で最初の処理工程を終えた後で、熱処理に付されることが多い。そのため、加工物は工作機械のクランプ手段から離脱されるが、その際、次に加工物を処理するのに、加工物に固定されていたクランプ構成部材または締付けボルトは加工物にそのまま残存している場合もあれば、加工物に設けられている開口部や螺子筋から一時的に取り外される場合もある。
【０００５】
加工物は別の作業場での処理が完了した後に、既に利用したものと同じ工作機械において別な処理が必要となることが多い。そのため、その工作機械に設けられているクランプ手段に加工物を再度挿入し直すのに、締付けボルトを（再度、加工物に固定し直して）利用することになる場合がある。しかし、ここで次のような問題が明らかとなる。すなわち、特に、熱処理の結果として、加工物に取付ける締付けボルトの固定点が個々に他のボルト固定点との相互の距離を変動させてしまい、その範囲は大抵は数ミリメートルまたは小数点以下数ミリメートル程度となる。従って、工作機械に取付けるクランプ手段に締付けボルトを挿入することが最早叶わなくなる。これにより、工作機械を使った第１番目の処理中に座標系を利用して加工物に付加されたゼロ基点が、熱処理後に元の位置からずれてしまう恐れがある、ということも意味する。よって、この工作機械で加工物を更に処理するには、上述のような位置ずれを補正する必要が生じる。
【０００６】
更に、締付けボルトを組み入れた、当該技術で周知のクランプ手段は、大抵、機械台盤の或る所定のグリッド内に設置され、個々のクランプ手段は平坦な網の結節点上に設置されることになるが、その場合の網目幅は、例えば、200ミリメートルである。よって、技術的な理由から上記に一致するグリッドスペーサに締付けボルトを固定することができない加工物は、望ましい簡単な態様で締付けボルトにより工作機械に直接固定することができる。
【０００７】
よって、本発明の目的は、前述のタイプのクランプ構成部材により固定される加工物を融通に富む態様で固定し尚且つ目的に適った位置決めを実施するのに好適なクランプシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的は、請求項１に記載のクランプシステムによって達成される。
【０００９】
クランプ構成部材によって加工物の固定作業を相当に簡略化することができるとともに、可動式クランプ装置を利用して加工物の或る既存の設置点に繰り返し位置決めすることができるようにすることによっても加工物の固定作業を相当に簡略化できるということを知ったうえで、また、上述のクランプ構成部材を組み入れた上述の可動式クランプ装置のクランプ手段は、可動式クランプ装置の静止位置決め用ブロックに対して或る量だけ左右横方向に移動することができるということを知ったうえで、本発明を説明してゆく。また同時に、本発明のクランプシステムにより、可動式クランプ装置を保持しているベース部材の第１範囲方向に沿って可動クランプ装置を大幅に恣意的に位置決めすることができるようになり、従って、工作機械上に加工物を特に融通がきく態様で固定することができるようになる。
【００１０】
従って、本発明のクランプシステムは、軌道の形態に設計された少なくとも１つのベース部材から構成されている。ベース部材は工作機械上に静止配置するために利用され、その場合、加工物を保持する力をベース部材が吸収し、または、機械台盤に伝達する。ベース部材上にはグリッドスペーサが、例えば、ベース部材の長手方向に延びる規則的な輪郭軌道または規則的な歯付き軌道の態様を呈しているという仕様で設けられているため、特に、ベース部材に沿ったグリッドスペーサと噛合うことによりクランプ装置は確実に位置決めをすることができる。
【００１１】
更に、本発明のクランプシステムはベース部材上に設置するための少なくとも２個の（同一であるのが好適である）クランプ装置から構成されており、また、各クランプ装置は加工物に接続されているクランプ構成部材（例えば、締付けボルト）を一時的に固定するためのクランプ手段を備えている。クランプ装置は固着用ブロックを備えており、かかる固着用ブロックはベース部材上のグリッドスペーサに沿って任意に選択されたグリッド位置に形状弛み止め式（form-locking manner）に固定することができる。例えば、固着用ブロックはその輪郭がベース部材のグリッドスペーサと相補的であり、固着用ブロックとベース部材とがこの輪郭に沿って互いに噛合わされる。固着用ブロックの意図せぬ解放を回避するために、固着用ブロックは上述の選択的なグリッド位置でベース部材と堅固に結合または固定され、双方の相対的な運動を確実に不可能とすることができる。
【００１２】
更にまた、クランプ装置は位置決め用ブロックを備えており、この位置決め用ブロックは加工物の締付けボルトを一時的に固定するためのクランプ手段を有している。本発明によると、この位置決め用ブロックは固着用ブロックに対しては僅かだけ相対運動をすることができ、それについて、固着用ブロックと位置決め用ブロックを選択されたどの可動位置においても互いに堅固に接続されているだけの場合もあれば、または、互いに固定されてしまっている場合もある。加工物を固定するために、第１実施形態の変形例によれば、以下に述べるような態様でクランプシステムが利用される。
【００１３】
少なくとも１個のベース部材が静止状態で工作機械に設置または固定される。２個のクランプ装置がベース部材上に搭載されるが、その場合、各クランプ装置の個々の固着用ブロックごとに、ベース部材のグリッドスペーサに沿った１つの所定グリッド位置に搭載されてから堅固に固定される。グリッド位置を適切に選択する方法として、２個のクランプ装置の各々のクランプ手段間の距離を加工物上に固着された２本の締付けボルト間の距離（後段では「クランプ距離」と称する）に最善の態様で近似させる方法が採られる。
【００１４】
固着用ブロック上に載置されている各クランプ装置の位置決め用ブロックは、必要に応じて、個々の固着用ブロックと対面する位置で依然として不足している量だけ移動させることができるようにすることで、クランプ距離まで厳密にクランプ手段を移動させることができるようになり、位置決め用ブロックは個々の固着用ブロックに確実に固定される。
【００１５】
ここで、加工物は２個の位置決め用ブロックのクランプ手段に締付けボルトを挿入することができるようになり、加工物に取付けられた締付けボルトがクランプ手段と相互作用し、更に、例えば、クランプ手段の好適な窪みに導入されてから、周知の態様でそこに固定される。
【００１６】
従って、加工物はそこに接続されている締付けボルトが、個々のクランプ装置の位置決め用ブロックに挿入されて固定され、そこで今度は、２個のクランプ装置が個々の固着用ブロックによりベース部材に固定される。最終的にベース部材は工作機械または機械台盤に接続され、加工物は工作機械のツールに対して正確に定められた既に分かっている位置を取り、これに応じて処理が施される。
【発明の効果】
【００１７】
翻って、ベース部材が締付けボルトを備えており、締付けボルトを機械台盤上のクランプ手段に挿入して固定する事例については、最初に言及した事例が一般的であり、クランプ手段は大抵は固有の変動しないグリッドに設置され、かかるグリッドは加工物を直に固定するには不向きであることが多い。しかし、ベース部材については、その締付けボルトは調節することができ、すなわち、本発明に従った距離に、標準的かつ正確な態様でグリッド上に適切に設置することができる。固着用ブロックのために、さらにまた、固着用ブロックと位置決め用ブロックとの間の連続可動性のためにベース部材上に設けられた、より精細なグリッドスペーサ（例えば、ピッチ２ミリメートル）を利用して、任意のクランプ間隔の加工物が機械台盤上に固定されるが、機械台盤上のクランプ手段は粗グリッドに設置されるのみである。換言すると、本発明のクランプシステムは、クランプ手段が機械台盤に設置される際の位置決め場所であるグリッドによって所定の正確なクランプ距離で加工物に締付けボルトを設置するという要件を無用にするものである。
【００１８】
本発明によるクランプ装置のクランプ手段は、恒久設置され、静止式で、機械台盤上の所定のグリッドに位置決めされ、または、これらの各種組合せとなるような構成に等しい構成から選択されるのが好適である。次に、機械台盤の静止式クランプ手段にも同様にして締付けボルトを挿入して固定することができるが、これはクランプ装置のクランプ手段（対照的に可動式である）の場合と同じであり、その際、締付けボルトは加工物またはベース部材と接合状態であってもよい。これにより、正確、グリッドから独立、反復可能、かつ、調節自在にクランプ装置を取付けた加工物またはベース部材を位置決めするにあたっての、可能な限り最大限の融通性を生じるという点で有利である。
【００１９】
加工物を一時的に取り外すためには、２個のクランプ装置のクランプ手段を切り離すことで、加工物の締付けボルトが緩んで加工物を工作機械から取り外せるようにすることが推奨される。もう１つ別な機械で加工物の加工または処理を実施した後で、先に使用した工作機械に加工物を再度案内し直して、更に別な加工を実施することができるが、その場合、本発明のクランプシステムを利用して加工物を迅速かつ確実に機械に固着し直すのに、クランプ装置のクランプ手段に締付けボルトを挿入して固定するという簡単かつ新規な手順によって実施することができる。
【００２０】
しかしながら、加工物に接続された締付けボルト、または、加工物に再度接続し直されることになる締付けボルトが、恐らくは加工物の熱処理のせいで、それぞれのクランプ距離を変動させてしまうという問題が生じる恐れがある。そうなると、クランプ距離は工作機械上のベース部材に取付けられた２個のクランプ装置のクランプ手段の位置と最早一致することはない。しかしながら、更に処理を施すことで、加工物の安定した固定と、機械またはツールと相対的に加工物に対して事前に規定された、加工物の位置またはゼロ基点の位置を正確に分かっていることの両方が特に重要となる。よって、加工物は、ゼロ基点の位置が機械から加工物を一時的に取り外す前のゼロ基点の位置と一致するようなやり方で、工作機械に位置決めされるべきである。
【００２１】
ゼロ基点が初期には、例えば、加工物の中心にあったと仮定すると、本発明の装置によって、加工物のゼロ基点が一時的に加工物が取り外される前にあったのと同じ位置を再び取ることになるようなやり方で、加工物の新たな位置決めを行えるようになる。
【００２２】
これは、本発明に従って、２個のクランプ装置のそれぞれの固着用ブロックに対して位置決め用ブロックを相対的に移動させることによって実現され、必要ならば、ベース部材上のグリッドスペーサに沿って１区分または複数区分の増分だけ一方または両方の固着用ブロックを食い違い交差させることによって実現される。例えば、熱処理または何か別な処理の結果として、加工物に取付けた２本の締付けボルト間の距離が1000分の1ミリメートルだけ増大してしまった場合、更に、加工物のゼロ基点が初期には２個のクランプ構成部材間の中間に定められていた場合、本発明によれば、２個の位置決め用ブロックを500分の1ミリメートルずつ離隔移動させることができるようになる。処理後に変動した新たなゼロ基点は加工物の元のゼロ基点と一致するが、位置決め用ブロックはそれぞれのクランプ手段と一緒に、個々のクランプ装置の固着用ブロックに対して500分の１ミリメートル移動させられて、この新たな位置において、個々の固着用ブロックに接続または固定される。位置決め用ブロックの下位にあるベース部材に接続された固着用ブロックは、この場合は、それぞれの位置を変動させることはなく、選択されたグリッド位置に留まって、ベース部材および工作機械に堅固に接続された状態を維持する。
【００２３】
よって、本発明により、位置決め用ブロックが各クランプ装置の固着用ブロックのうちそれらに対応する固着用ブロックに相対的に移動することができるようにすることで、加工物のクランプボルトの距離変化の平衡を保つことができるようになり、固着用ブロックに対する位置決め用ブロックの移動を選択するにあたり、加工物について初期に選択された位置が締付けボルト間の距離が変化した後の工作機械に対する加工物の位置に一致するような態様で実施される。
【００２４】
固着用ブロックと位置決め用ブロックの間の最大限に可能な相対運動は、少なくとも、ベース部材上のグリッドスペーサの最小の一区分と同程度であるのが好適であるため、ベース部材に沿ったクランプ装置の任意の位置の全てを連続して取ることができるようにするのに、固着用ブロックと位置決め用ブロックとの間の相対運動による精調節に関連したグリッド位置を選択することによって実施することができる。よって、クランプシステムのこのような特に実用的な実施形態は、ベース部材の長手範囲方向に平行に延びている固着用ブロックに対して位置決め用ブロックの運動経路を設けるものであるが、ベース部材の長手範囲方向はまた同時に、グリッドスペーサまたは歯付きロッドの方向に一致している。
【００２５】
前段までの説明は、２本の締付けボルト間のクランプ距離の変動（１次元）に言及したものである。しかしながら、一般に、加工物は３本またはそれ以上の非直線形に整列した締付けボルトによって固定されねばならないことが多く、クランプ構成部材は、特に、一平面分に広がりを持つ場合もある。熱処理の結果としての加工物の長さの変化はその平面にも影響を及ぼすため、個々の締付けボルトの位置は、熱処理後に第１のＸ方向およびこれに直交する第２のＹ方向に補正されねばならない。このような補正は、ベース部材の特殊な特徴を考慮することができる発明に従って実施される。本発明の有利な実施形態によれば、加工物は工作機械または機械台盤に直接固定することができるのみならず、むしろ、それ自体に取付けられた締付けボルトによっても固定することができ、延いては、別なベース部材に既に固定保持されているクランプ装置に取付けられた締付けボルトによっても固定することができる。従って、本発明によれば、そして、以下に説明する態様で、結果として、例えば、３本の非整列状態の締付けボルトによってすでに締結されている加工物を固定することも可能であり、或いは、加工物をそれ自体のゼロ基点に関して正確に整列させることも可能である。
【００２６】
少なくとも２本のベース部材（互いに平行または概ね平行であるのが好適である）が工作機械に固着または固定される。ベース部材は各々が少なくとも１個のクランプ装置を保持している。第３ベース部材は、その底面に２個の好適なクランプ構成部材（例えば、締付けボルトの形態を呈している）を備えてるが、これらクランプ構成部材が第１ベース部材または第２ベース部材上に設置されているクランプ装置に挿入され、このようにして、第３ベース部材は第１ベース部材から第２ベース部材に跨る一種の橋を形成している。第３ベース部材上には、２個のまた別なクランプ装置を互いに或る距離で設置することができるが、これで加工物の３本の締付けボルトのうちの２本を保持することになる。加工物の３本の締付けボルトはもう１つ別なクランプ装置に挿入されて固定されるが、かかるクランプ装置は第１ベース部材または第２ベース部材上において第３ベース部材に対して或る距離で配備されている。これに代わる例として、第１ベース部材と第２ベース部材の間の橋としての第３ベース部材と同じ態様で更に別な第４ベース部材を設けることもできるが、その場合、第４ベース部材上には、少なくとも１つのまた別なクランプ装置を設けて、加工物の第３締付けボルトを保持させることになる（この点については、特に、図２を参照のこと）。
【００２７】
本発明に従って複数のベース部材を介在するクランプ装置で互いに固定することができるようにすることで、ベース部材間で互いに上に載置されるように設置された位置決め用ブロックまたは固着用ブロックの好適な相対運動によって、「橋」の上に載置されて加工物の締付けボルトを直接保持しているクランプ装置を移動させることによって、または、その両方の操作によって加工物の多方向範囲を空間の複数の方向に補正することも可能となる。
【００２８】
クランプシステムをこのように改良することでベース部材に締付けボルトを取付けることができるようになるが、このような締付けボルトは加工物に取付けられた締付けボルト（締付けボルトは同一構造であるのが好適である）と同じ方法でクランプ装置（可動式）により固定することができる。このようにして、必要ならば、加工物またはベース部材をクランプ装置に固定することができ、今度は後者のベース部材がクランプ装置を保持することができるようになる。よって、本発明によるクランプ装置のクランプ手段は、恒久設置され、静止態様であり、機械台盤上の所定のグリッドに位置決めされ、または、これらの各種組合せの構成に等しい構成になるよう選択されるのが好適である。次いで、締付けボルトを機械台盤の静止式クランプ手段に挿入して固定することができるが、これはクランプ装置のクランプ手段（対照的に可動式である）の場合と同じであり、この場合、締付けボルトは加工物またはベース部材に接続することができる。これにより、正確に、グリッドから独立して、反復可能に、かつ、調節自在にクランプ装置を取付けた加工物またはベース部材を位置決めするにあたっての、可能な限り最大限の融通性を生じるという点で有利である。
【００２９】
本発明のまた別な有利な実施形態によれば、クランプシステムは少なくとも３本のベース部材を備えており、これらベース部材のうち少なくとも２本のベース部材の長手範囲方向はα≠０°の角度を挟んでいる。このような構成は、全体的形態が「橋構造」である上述の特殊な事例によって説明されている。上述の事例はすなわち本事例の場合も考えに入れることができるが、少なくとも３本のベース部材が共通平面に設置され、それぞれの長手範囲方向は異なる方向に延びており、例えば、星型に延びていることにより、互いに120°の角度をなしている。上述の事例とは異なる態様で、３個のクランプ装置によって保持されるべき加工物はここではクランプ装置の締付けボルトで固定されるが、今度は、かかるクランプ装置がベース部材上に載置されることになる（加工物は３つの固定点で固定されるため、従って、３つのクランプ装置で固定され、各々のクランプ装置はそれ自体のベース部材上に載置される）。この要件しだいで、この構成は、３本の締付けボルトのうちの２本の締付けボルトが２個のクランプ装置によって固定されている構成よりも更に好適であるが、これら２個のクランプ装置は１本のベース部材上に連帯して載置される一方で、第３クランプ装置のみが別個のベース部材によって支持される。
【００３０】
従って、恐らくは１個の回転対称体（歯付きホイールまたはその何らかの類似物）であって、ゼロ基点がそれ自体の中心に定められたものが一平面内に互いに120°の角度をなして配備された３本のベース部材上のクランプ装置により固定される。次に、各クランプ装置の固着用ブロックに対して相対的に個々の位置決め用ブロックを相互に同程度まで相関的に移動させることにより、均一な引張り効果を補償することができ、その結果、加工物のゼロ基点の位置は再度、同じとなる（そして、ベース部材の３つの長手範囲方向の交点と一致する）。
【００３１】
ベース部材をクランプ装置と多様に組合せることができるおかげで、最も変化に富んだクランプ作業を実施することができるのが容易に理解できる。クランプ装置（可動式）に挿入して固定するのに好適な締付けボルトがベース部材に設けられている場合、加工物を保持しているクランプ装置は大抵の場合、１本または複数本のベース部材を「介在させる」ことにより任意で工作機械に相対的に設置することができ、このようにして、個々の加工物の形状に最大限に適合することができる。
【００３２】
機械台盤または工作機械がグリッドの形状で配備されるのが好適である複数のクランプ手段を備えている場合は上述の利点が特に明確となるが、このような複数のクランプ手段は、上述のクランプ装置に挿入することができる態様で複数の同一締付けボルトを保持するのに好適である。工作機械の、粗目であるのが通例であるグリッドは数個の静止式クランプ手段への備えしかないため（例えば、４×４または５×５）、このようなグリッドによって機械側のクランプ手段に加工物を直接固定することは必ずいつも可能となる訳ではなく、というのも、この加工物の形状では、加工物に取り付けられている締付けボルトで、機械グリッドから位置が外れているようなものの設置を許容できるのは１回限りだからである。
【００３３】
本発明によるクランプシステムを利用することにより、ベース部材に固着されている締付けボルトがグリッドの位置に一致している場合には、粗目のグリッドへの制限は排除されるが、大抵の場合、クランプ装置の任意の位置決めは可能となり、クランプ装置はベース部材上に設けられたグリッドスペーサに沿って相当に精度を高めた態様で設置することができる。更に本発明により提案されている固着用ブロックがクランプ装置の固着用ブロックに対して相対的に移動することができるようにすることにより、クランプ手段の位置は、加工物に取付けられた締付けボルトを保持するのにほぼ任意で最適に選択することができる。
【００３４】
本発明によるクランプシステムの特に有利な実施形態は、流体によりクランプ装置を作動するようにしたものであり、この流体は、特に、圧縮空気であるとよい。或る好適な態様では、圧縮空気の作用を利用して、クランプ装置はそれらに挿入されている締付けボルトを緩めるが、減圧状態では、締付けボルトはクランプ装置に堅固に吸引され、すなわち、堅固に固定される。作動に必要な流体をクランプ装置に供給することができるようにするために、本事例のベース部材には少なくとも１本の流路が設けられており、この流路を介して、例えば、機械台盤を通して供給されるような流体をベース部材上に載置されたクランプ装置に更に導入することができる。これらの流路は、不所望な流入が阻止されるべき時にはいつでも閉鎖されるようにするのが好適である。これに対応してベース部材に流体を供給することにより、ベース部材上に載置されているクランプ装置の誘導により、クランプ装置の中に突入しているクランプ構成部材を締付けたり緩めたりすることができる。
【００３５】
上述の各実施形態のうちの１つから明らかであるが、ベース部材はクランプ装置に固着されるようになっており、ベース部材はそれらの上に締付けボルトが配備された状態でクランプ装置のクランプ手段にボルトが挿入される。そのようなベース部材の上に載置されたクランプ装置に作動用流体を供給することができるようにするために、今度は、クランプ装置に少なくとも１本の流路が設けられて、クランプ装置にボルトが挿入されてそこに締結されたベース部材に流体を更に導入させるようにした、本発明のまた別な実施形態を提案する。ここでは、作動用流体はクランプ装置から、クランプ装置によって突っ張り固定または支持されているベース部材に向けて更に導入される。特に、図２の概略図には、作動用流体を必要に応じてベース部材を通して導入させることができるばかりかクランプ装置を通しても導入させることができるようにすることで、残余のベース部材またはクランプ装置にも作動用流体を供給するように図っている本発明のアイデアが明確に示されている。個々の流路を必要に応じて遮断することができるようにすることで、例えば、ベース部材によって塞がれていないクランプ装置から流体が排出されるのを好適に防ぐことができる。
【００３６】
上記以外の有利な実施形態は、添付の特許請求の範囲の独立項から推察することができる。
【００３７】
本発明によるクランプシステムの各実施形態をより詳細に、以下に記載してゆく。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ベース部材および２個のクランプ装置を備えている一実施形態の概略図である。
【図２】４個のベース部材および８個のクランプ装置を備えており、位置を２次元補正するようにしているより複雑な実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
斜視表示した図１は、本発明のクランプシステムの必須構成部材を例示している。軌道形状のベース部材Ｂ１は、矩形で細長い輪郭を呈して、第１方向Ｘに沿って延びている。図１には例示されていないが、ベース部材Ｂ１はその底面に複数の締付けボルトが締結された状態で、工作機械のクランプ手段に静止した態様で搭載することで、または、固定することで、その上に加工物を固着することができる。
【００４０】
ベース部材Ｂ１はその長尺部の上全体に２片のグリッドスペーサ３が互いに平行に案内されており、グリッドスペーサは歯付きロッド状の縦断面形状を呈しているとともにＸ方向に延びている。
【００４１】
２片のグリッドスペーサ３の間では、ベース部材Ｂ１の設置面７は平坦であって複数のクランプ装置の設置に好適に構成されており、クランプ装置のうちの第１クランプ装置Ｋ１およびこれと同一の第２クランプ装置Ｋ２が図２に例示されている。クランプ装置Ｋ１は２個の矩形のブロックを備えており、これら矩形ブロックは互いに隣り合って配置される（図示の２つの実施形態の残りのクランプ装置Ｋ２〜Ｋ８は、本実施形態においては、第１クランプ装置Ｋ１と同じ態様に設計されており、この点について後段でこれ以上詳細に説明することはない）。クランプ装置Ｋ１の２個のブロックの下部は、固着用ブロックとして設計されており、その底面がベース部材Ｂ１の上接触面すなわち設置面７の上面に載置されるようになっている。固着用ブロック２の底面の互いに向かい合う２つの辺境領域にはグリッド状の輪郭（図示せず）が設けられており、この輪郭はベース部材１の個々のグリッドスペーサ３と相補的に設計されているため、固着用ブロック２はベース部材Ｂ１の上に設置されると、Ｘ方向に所定のグリッド位置を取る。ベース部材Ｂ１上に固着用ブロック２を確実に位置決めするために、固着用ブロック２は４個の着脱自在な圧締めブラケット８を備えており、圧締めブラケットがグリッドスペーサ３の領域の背面側でベース部材Ｂ１を把持し、このようにして、固着用ブロック２がＺ方向に意図せず解放されてしまうのを防止している。図１では、この態様で、クランプ装置Ｋ１の固着用ブロック２とクランプ装置Ｋ２の固着用ブロック２の、計２個の固着用ブロック２がベース部材Ｂ１に堅固に固定される。
【００４２】
クランプ部材Ｋ１〜Ｋ８の各々の固着用ブロック２の上には位置決め用ブロック４が在り、位置決め用ブロック４は固着用ブロック２に対面した位置にある好適な案内手段に沿って１ピッチ分だけＸ方向に移動させることができる。固着用ブロックとその上に載置されている位置決め用ブロックとの間の最大相対運動経路は、この実施形態の具体例ではグリッドスペーサ３の一区分に等しく、例えば、２ミリメートルである。固着用ブロック２に対する位置決め用ブロック４の任意に選択することができる可動位置にあっては、ここではこれ以上詳細に例示されることのない接続手段により、位置決め用ブロック４を固着用ブロック２に堅固に接続することで、位置決め用ブロック４を選択された可動位置に固定することができる。所望の可動位置を厳密に調節するために、例えば、量表示されたバーニヤ目盛９がクランプ部材Ｋ２の上に設けられている。
【００４３】
各位置決め用ブロック４は、締付けボルトを締付けたり緩めたりするためのクランプ手段５を備えており、締付けボルトはより広義には「クランプ構成部材」と表すことができるとともに、特に、加工物に接続される（例えば、螺子筋にねじ込まれ、加工物にロックされるのが好適である）。クランプ構成部材として、特に、複数箇所で直径が短くなった締付けボルトを考慮してもよく、締付けボルトをクランプ手段５の円形の窪みに挿入して固定することができ、円形の窪みの中の、これ以上詳細に説明しない固定用の手段がボルトの径が短くなった部分と噛合うことで、ボルトを適所に固定し、または、係止部材に対してボルトに突っ張りを効かさせるようにしているが、これは冒頭部で言及した技術の説明部に記載されているとおりである。
【００４４】
図１のクランプシステムの支援で加工物を一時的に固着するためには、加工物に接続された締付けボルトをクランプ装置Ｋ１のクランプ手段５およびクランプ装置Ｋ２のクランプ手段５の計２個の窪みに挿入して固定することになる。個々の位置決め用ブロックをその下に在る固着用ブロックに運動を確保した状態で固定することにより、固着用ブロック２をベース部材Ｂ１に固定するのと同時に２個のクランプ部材によって保持されている加工物が確実かつ安定して位置決めされて工作機械で処理に付す準備ができるが、その場合、グリッドスペーサおよび位置決め用ブロックの可動性により、締付けボルト相互の間のクランプ距離は自由に選択することができる。
【００４５】
各クランプ部材Ｋ１〜Ｋ８のクランプ手段５は空気力学的に作動させることができる。そのために、ベース部材Ｂ１には２本の流路６が設けられており、これら流路は作動用空気の供給、クランプ装置Ｋ１〜Ｋ８に対する監視に使用される制御用空気の供給、または、その両方の目的で構築されている。ベース部材Ｂ１の上接触面すなわち設置面７上に好適に位置決めされ、必要に応じて個別に閉じることができる複数の開口部により、作動用空気をベース部材Ｂ１上に載置されたクランプ装置Ｋ１、Ｋ２に意図的に供給することで、クランプ手段５に挿入されているクランプ構成部材を締付けたり緩めたりすることができる。更に、全てのクランプ装置Ｋ１〜Ｋ８は、そのようなベース部材に作動用空気を更に導入するための少なくとも１本の流路を備えており、当該ベース部材が、今度は、クランプ部材Ｋ１〜Ｋ８に固着されている締付けボルトによって、クランプ部材Ｋ１〜Ｋ８のクランプ手段５に挿入されることになる。これにより、作動用空気は、必要になると、第１のベース部材を通してベース部材の上に載置されているクランプ装置内に導入され、このクランプ装置を通ってこれに隣接しているベース部材、すなわち、このクランプ装置によって保持されているベース部材に導入され、今度はこの別なベース部材の上に載置されているクランプ装置に作動用空気または制御用空気を供給するように構成されている。
【００４６】
加工物に取付けられた２本の締付けボルト間の距離が暫定的な外部処理が原因で変動してしまった場合、この加工物は、変動させていない初期配置のままの図１の２個のクランプ装置Ｋ１、Ｋ２にボルトを挿入することができなくなるが、これはＫ１のクランプ手段５とＫ２のクランプ手段５の間の距離が２本のクランプボルト間の変動後の距離に最早、合致しないせいである。しかしながら、本発明によれば、クランプ手段５は、このクランプ手段を保持している位置決め用ブロック４と一緒に、その下に配備されている固着用ブロック２に相対的に１ピッチ分だけ移動させることができる。そのために、位置決め用ブロックと固着用ブロックとの間の固定を一時的に切り離す必要が生じる。そこで、Ｋ１とＫ２のうち少なくとも一方のクランプ装置のクランプ手段５、また必要な場合は両方のクランプ装置のクランプ手段５をＸ方向に移動させることで、２個のクランプ手段間の距離が漸く、加工物に取付けた２本の締付けボルト間の距離と一致させることができる。これと同時に、クランプ手段の可動位置を選択するにあたり、加工物に暫定的な外部処理を施す前に規定されたゼロ基点が処理後に再度、同じ位置に置かれることになるようなやり方を採用することができ、そのやり方で、工作機械において加工物を更に処理するためのデータ調節が相当に簡略化される。クランプ手段５がそれぞれに対応する所望の可動位置を達成した場合には、再度、位置決め用ブロック４が固着用ブロック２に対して突っ張りを効かせるようになり、クランプ装置Ｋ１、Ｋ２にボルトが挿入されるべき加工物を工作機械上の正確に把握されている位置に堅固に固定することができるようになり、従って、処理の準備を完了することができる。
【００４７】
図２は本発明によるクランプシステムの改良例を例示しており、同図においては、締付けボルトの距離補正はＸ方向のみならずＹ方向にも行えるよう企図されている。機械台盤（図示せず）上に固定されることになる２本のベース部材Ｂ１、Ｂ２が互いに平行であるのを見て取ることができる。ベース部材Ｂ１、Ｂ２は各々が２個のクランプ装置対Ｋ１、Ｋ２またはＫ３、Ｋ４を保持している。追加の２本のベース部材Ｂ３、Ｂ４はベース部材Ｂ１、Ｂ２に対して直角に延びており、Ｂ３、Ｂ４の底面側に配備された締付けボルトを２本の下位ベース部材Ｂ１、Ｂ２の各々のクランプ部材対Ｋ１、Ｋ３またはＫ２、Ｋ４の中に挿入した状態で固定する。図１の簡略化された実施形態と同様に、クランプ装置Ｋ１〜Ｋ４の位置決め用ブロック（図２にはそれ以上の詳細は示されていない）を個々の固着用ブロックに相対的にＸ方向に移動させることができるが、その場合、位置決め用ブロックに固着されている上位ベース部材Ｂ３、Ｂ４も同様の態様で移動させられる。
【００４８】
下位ベース部材Ｂ１、Ｂ２に対して直交する方向に配備されている上位ベース部材Ｂ３、Ｂ４はここでは２本のクランプ装置対Ｋ５，Ｋ６またはＫ７、Ｋ８を保持している。２本の上位ベース部材Ｂ３、Ｂ４の延びている方向Ｙに一致して、上位クランプ装置Ｋ５、Ｋ６の各々の位置決め用ブロックをそれぞれの固着用ブロックに相対的にＹ方向に移動させることができる。
【００４９】
４個の上位クランプ装置Ｋ５〜Ｋ８の各々のクランプ手段は締付けボルト（図示せず）を保持するために設けられているが、この場合、締付けボルトは全てが１個の加工物（図示せず）に連帯して固着されている。上位クランプ装置Ｋ５〜Ｋ８に締付けボルトを挿入してクランプ装置を作動させることにより、加工物を工作機械に確実にかつ静止した態様で固着させることができる。クランプ部材の作動は圧縮空気によって実施することができるが、圧縮空気は流路を通ってベース部材またはクランプ部材に導入され、更に、４個の上位クランプ部材Ｋ５〜Ｋ８の各々のクランプ手段に導入される。
【００５０】
外部処理に付すために工作機械から一時的に取り外された加工物を、再度、図２に例示されている本発明のクランプシステムによって工作機械に堅固に固定することができるが、但し、外部処理の結果として、加工物に接続されている２本の締付けボルト間の距離が変動していた場合に限られる。クランプ装置Ｋ１〜Ｋ８上の個々の固着用ブロックに対して位置決め用ブロックのうち幾つかまたは全部を移動させることにより、クランプ手段をＸ方向とＹ方向の両方に設置し直して再度固定することができるようになり、その結果、再度、加工物の締付けボルトを上位クランプ装置Ｋ５〜Ｋ８に正確に挿入することができる。更に、外部処理のせいで加工物の外部寸法が変動してしまっていても、従って、Ｘ方向、Ｙ方向、または、その両方向についてのクランプ距離が変動してしまっていても、本発明のクランプシステムにより、その加工物に関して以前に規定されていたゼロ基点が再び同じ位置にくるように、加工物を設置することができるようになる。これにより、ゼロ基点の位置を自由に選択して規定することができるようになり、例えば、複数のクランプ装置のうちの１個の中心または関与する締付けボルトの軸線を選択して規定することができる。このクランプ装置はその位置を最初のゼロ基点および熱処理後の新たなゼロ基点として、未変動のまま維持することができるのに対して、これに呼応して他のクランプ装置を調節するのは長さの変動を考慮してのことである。勿論、加工物を保持している２以上のクランプ装置間でゼロ基点を規定することも可能であり、その場合、外部処理の後で、全てのクランプ装置が整列し直されなければならない。
【００５１】
図２のベース部材は互いに直角に配置される必要があるが、本発明のクランプシステムにより、ベース部材を互いに恣意的に整列させることができるようになり、個々の加工物に取付けられる締付けボルトの要件すなわち配列を出来得る限り最善のやり方で果たすことができる。
【００５２】
クランプ装置に取付けられた締付けボルトにより加工物を直接固着しているが、１個の加工物保持装置に複数の加工物を連帯して固定してから、更に、クランプ装置に配備されている締付けボルトにより加工物をクランプ装置に固定することも考えられる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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