(57)【要約】  カッタインサート１６の形状を受け入れて該形状と一致するようになっているハウジング１３を備える、工作機械のカッタインサート１６用のクイックチェンジ工具ホルダ１０が提供される。クランプアーム１２がハウジング１３内に取り付けられて、そのピボット３０を中心に回転する。クランプアーム１２は、ピボット３０からカッタインサート１６と係合するようになっている座部１８の上方の位置まで延びるクランプ部２２を有する。さらに、クランプアーム１２は、ピボット３０からクランプ部２２の反対側に延びるアーム３２を有する。最後に、カム１４は、アーム３２の遠位端３４と係合する。カム１４は、クランプ部２２をカッタインサート１６と係合させるクランプ位置と、クランプ部２２をカッタインサート１６から取り外されてその取り外し及び交換を可能にする解除位置とを有する。カム１４は、解除位置とクランプ位置との間で移動する。
2008543580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダであって、
カッタインサートの形状を受け入れて該形状と一致するようになっている座部を有するハウジングと、
前記ハウジング内の旋回アームスロット内に取り付けられた旋回アームであって、該旋回アームは、前記ハウジング内でピボットを中心に回転し、前記旋回アームは、前記ピボットから前記座部の上方の位置まで延びると共に前記カッタインサートと係合するようになっているクランプ部を有し、前記旋回アームは、前記ピボットから前記クランプ部の反対側に延びるアームを有する旋回アームと、
前記アームの遠位端と係合するカムであって、該カムは、前記旋回アームの前記クランプ部をカッタインサートと係合させるクランプ位置と、前記クランプ部をカッタインサートから取り外して該カッタインサートの取り外し及び交換を可能にする解除位置とを有し、前記カムは、工具の使用を必要とせずに前記解除位置と前記クランプ位置との間で手動で移動可能であるカムと
を備える、工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項２】
前記ハウジングは、取り付けアームの一端に取り付けられている、請求項１に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項３】
前記ピボットは、前記旋回アームを前記クランプ位置から前記解除位置へ回転させるように旋回軸が通る細長い穴であり、
該細長い穴がある角度で傾いていることにより、前記旋回アームは、クランプ位置にあるときに、カッタインサートを着座させるようにわずかに引っ張られる、請求項１に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項４】
前記クランプ部は、該クランプ部から延びると共にカッタインサート内の対応する穴と嵌まり合うようになっているピン部材を含む、請求項１に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項５】
前記ピン部材は、半円形の輪郭を有する、請求項４に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項６】
前記旋回アームは、前記ハウジング内に形成されていると共に前記アーム内の対応する溝と位置合わせされた溝内に取り付けられる旋回アーム圧縮ばねによって、前記解除位置に偏らされ、
前記対応する溝は、前記ピボットと前記アームの遠位端との間に配置されている、請求項１に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項７】
工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダであって、
カッタインサートの形状を受け入れて該形状と一致するようになっている座部を有するハウジングと、
前記ハウジング内の旋回アームスロット内に取り付けられた旋回アームであって、該旋回アームは、前記ハウジング内でピボットを中心に回転し、前記旋回アームは、前記ピボットから前記座部の上方の位置まで延びると共に前記カッタインサートと係合するようになっているクランプ部を有し、前記旋回アームは、前記ピボットから前記クランプ部の反対側に延びるアームを有する旋回アームと、
前記アームの遠位端と係合するカムであって、該カムは、前記旋回アームの前記クランプ部をカッタインサートと係合させるクランプ位置と、前記クランプ部をカッタインサートから取り外して該カッタインサートの取り外し及び交換を可能にする解除位置とを有し、前記カムは、前記解除位置と前記クランプ位置との間で移動可能であり、前記カムは、一端にボタン及び該ボタンの反対側にカムスプリングを有し、該カムスプリングによって前記クランプ位置に偏らされるカムと
を備える、工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項８】
前記カムは、前記ボタンと前記カムスプリングとの中間に、前記カムスプリングに近い浅い切欠から前記ボタンの方向にある深い切欠まで内向きに傾斜している傾斜部を含み、
前記カムは、所定の角度を有する斜面によって前記傾斜部につながるトラフをさらに含み、
該トラフは、前記深い切欠から前記ボタンの近くに向かって前記カムの中へさらに延び、
前記カムスプリングが前記カムを前記ボタンに向かって偏らせることで、前記遠位端が前記傾斜部に載って前記旋回アームを前記クランプ位置に回転させ、
前記所定の角度は、前記解除位置から前記クランプ位置への移動に必要な力を制御する、請求項７に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項９】
前記ボタンを前記ハウジングに向かって押すと、前記カムが内向きに押されて前記カムスプリングに押し付けられることで、前記旋回アームの前記遠位端が前記傾斜部から前記トラフに移動して前記旋回アームを前記解除位置に回転させると共に、前記クランプ部を押し下げると、前記解除位置への前記旋回アームの偏りが克服されて、前記遠位端を前記クランプ位置で前記傾斜部と再び係合させる、請求項８に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項１０】
工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダであって、
カッタインサートの形状を受け入れて該形状と一致するようになっている座部を有し、取り付けアームの一端に取り付けられているハウジングと、
前記ハウジング内の旋回アームスロット内に取り付けられた旋回アームであって、該旋回アームは、前記ハウジング内でピボットを中心に回転し、該ピボットは、前記旋回アームをクランプ位置から解除位置へ回転させるように旋回軸が通る細長い穴であり、該細長い穴がある角度で傾いていることにより、前記旋回アームは、クランプ位置にあるときに、カッタインサートを着座させるようにわずかに引っ張られ、前記旋回アームは、前記ピボットから前記座部の上方の位置まで延びるクランプ部を有し、前記クランプ部は、該クランプ部から延びると共にカッタインサート内の対応する穴と嵌まり合うようになっている半円形の輪郭を有するピン部材を含み、前記旋回アームは、前記ピボットから前記クランプ部の反対側に延びるアームを有し、前記旋回アームは、前記ハウジング内に形成されていると共に前記アーム内の対応する溝と位置合わせされた溝内に取り付けられる旋回アーム圧縮ばねによって、前記解除位置に偏らされ、前記対応する溝は、前記ピボットと前記アームの遠位端との間に配置されている旋回アームと、
一端にボタン及び該ボタンの反対側にカムスプリングを有するカムであって、該カムは、前記ボタンと前記カムスプリングとの中間に、前記カムスプリングに近い浅い切欠から前記ボタンの方向にある深い切欠まで内向きに傾斜している傾斜部を含み、前記カムは、前記深い切欠から前記ボタンの近くに向かって該カムの中へさらに延びるトラフをさらに含み、該トラフは、所定の角度を有する斜面によって前記深い切欠につながり、前記カムスプリングが前記カムを前記ボタンに向かって偏らせることで、前記遠位端が前記傾斜部に載って前記旋回アームを前記クランプ位置に回転させる、前記アームの遠位端と係合するカムと
を備え、
前記ボタンを前記ハウジングに向かって押すと、前記カムが内向きに押されて前記カムスプリングに押し付けられることで、前記旋回アームの前記遠位端が前記傾斜部から前記トラフに移動して前記旋回アームを前記解除位置に回転させると共に、前記クランプ部を押し下げると、前記解除位置への前記旋回アームの偏りが克服されて、前記遠位端を前記クランプ位置で前記傾斜部と再び係合させ、前記所定の角度は、前記解除位置から前記クランプ位置への移動に必要な力を制御する、工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項１１】
工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダであって、
カッタインサートの形状を受け入れて該形状と一致するようになっている少なくとも１つの座部を有するハウジングと、
該ハウジング内に取り付けられ、該ハウジング内で移動可能であり、前記座部の上方で延びると共にカッタインサートと係合するようになっているクランプ部を有するクランプアームと、
前記ハウジング内に完全に収容されたロック機構であって、該ロック機構は、前記クランプアームの前記クランプ部をカッタインサートと係合させるクランプ位置と、前記クランプ部をカッタインサートから取り外して前記カッタインサートの取り外し及び交換を可能にする解除位置とを有し、前記ロック機構は、前記解除位置と前記クランプ位置との間で移動可能であるロック機構と
を備える、工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項１２】
前記ロック機構はシャフトを備え、
該シャフトの一端は、前記クランプアームの中間点付近に回転可能に取り付けられ、前記シャフトの他端は、レバーの一端に動作可能に接続された偏心器に旋回可能に取り付けられ、
前記レバー、前記偏心器、前記シャフト及び前記クランプアームは、カッタインサートを前記座部に保持する前記クランプ位置を有し、
前記レバーが上方に持ち上がって前記偏心器を回転させると、該偏心器が前記シャフト及び前記クランプアームを前記解除位置へ持ち上げることで、前記カッタインサートを前記座部から分離可能である、請求項１１に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項１３】
前記クランプアームは、前記中間点から前記クランプ部の反対側に延びるブレース部を有し、
該ブレース部は、前記ハウジングと係合してその上でてこの作用をもたらす縁を有する、請求項１２に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項１４】
前記ロック機構はシャフトを備え、
該シャフトの一端は、前記クランプアームの中間点付近に回転可能に取り付けられ、前記シャフトの他端は、押し棒に取り付けられたウェッジロックと係合するようになっているウェッジを有し、
前記押し棒、前記ウェッジロック、前記ウェッジ、前記シャフト及び前記クランプアームは、カッタインサートを前記座部に保持する前記クランプ位置を有し、
前記押し棒が横方向に移動して前記ウェッジロック及び前記ウェッジを作動させて、前記シャフト及び前記クランプアームを前記解除位置に移動させることで、前記カッタインサートを前記座部から分離可能であり、
前記横方向の移動は、前記クランプアームを前記クランプ位置に移動させるように可逆である、請求項１１に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項１５】
前記クランプアームは、前記中間点から前記クランプ部の反対側に延びるブレース部を有し、
該ブレース部は、前記ハウジングと係合してその上でてこの作用をもたらす縁を含む、請求項１４に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項１６】
前記ロック機構はシャフトを備え、
該シャフトの一端は、前記クランプアームの中間点付近に回転可能に取り付けられ、前記シャフトの他端は、押し棒と係合し、
第２のシャフトの一端も、前記シャフトの前記他端と係合し、前記第２のシャフトの他端は、前記シャフトから鋭角の角度で前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、
前記クランプアーム、前記シャフト、前記第２のシャフト及び前記押し棒は、カッタインサートを前記座部に保持する前記クランプ位置を画定し、
前記押し棒が横方向に移動して前記シャフト及び前記第２のシャフトを回転させて、前記シャフト及び前記クランプアームを前記解除位置に移動させることで、前記カッタインサートを前記座部から分離可能であり、
前記横方向の移動は、前記クランプアームを前記クランプ位置に移動させるように可逆である、請求項１１に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項１７】
前記ロック機構は、前記クランプアームを該クランプアームの前記中間点付近でピボットに回転可能に取り付けることを含み、
前記ロック機構は第１のシャフトをさらに備え、
該第１のシャフトの一端は、前記クランプアームの一端に回転可能に取り付けられ、前記第１のシャフトの他端は、押し棒と係合し、
第２のシャフトの一端も、前記第１のシャフトの前記他端と係合し、前記第２のシャフトの他端は、前記第１のシャフトの反対側に延びる位置で前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、
前記クランプアーム、前記第１のシャフト、前記第２のシャフト及び前記押し棒は、カッタインサートを前記座部に保持する前記クランプ位置を画定し、
前記押し棒が横方向に移動して前記第１のシャフト及び前記第２のシャフトを回転させて、前記シャフト及び前記クランプアームを前記解除位置に移動させることで、前記カッタインサートを前記座部から分離可能であり、
前記横方向の移動は、前記クランプアームを前記クランプ位置に移動させるように可逆である、請求項１１に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項１８】
前記ロック機構は、前記クランプアームを該クランプアームの前記中間点付近でピボットに回転可能に取り付けることを含み、
前記ロック機構はシャフトをさらに備え、
該第１のシャフトの一端は、前記クランプアームの一端に回転可能に取り付けられ、前記シャフトの他端は、押し棒と係合し、
前記クランプアーム、前記シャフト及び前記押し棒は、カッタインサートを前記座部に保持する前記クランプ位置を画定し、
前記押し棒が横方向に移動して前記シャフト及び前記クランプアームを前記解除位置に回転し移動させることで、前記カッタインサートを前記座部から分離可能であり、
前記横方向の移動は、前記クランプアームを前記クランプ位置に移動させるように可逆である、請求項１１に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【請求項１９】
前記ロック機構は、前記クランプアームを前記ハウジングに摺動可能に取り付けることを含み、
前記クランプアームは、一方の脚が前記クランプ部を形成すると共に他方の脚が押し棒と係合するＬ字形状であり、
前記クランプアーム及び前記押し棒は、カッタインサートを前記座部に保持する前記クランプ位置を画定し、
前記押し棒が横方向に移動して前記クランプアームを前記解除位置に摺動させることで、前記カッタインサートを前記座部から分離可能であり、
前記横方向の移動は、前記クランプアームを前記クランプ位置に移動させるように可逆である、請求項１１に記載の工作機械のカッタインサート用の自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して切削工具ホルダの分野に関し、より詳細には、切削工具を交換する工具の必要をなくすことによって、機械加工の作業場で、必要に応じて切削工具を迅速に交換することができるようにする改良型の切削工具ホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
［発明の背景］
金属切削又は機械加工業界では、様々な切削作業によって、金属及び他の硬質材料を所望の仕上がり形状にする。この業界で用いられる切削工具は、鋭い刃を有し、切削される材料よりもはるかに硬い材料から製造される。しかしながら、金属及び他の硬質材料の切削に伴う力はかなりの大きさであるため、切削工具及び切削される材料は、非常に高い剛性で非常にしっかりと保持しなければならない。さらに、上記工具の切削刃の幾何学的形状は、例えばナイフブレードの刃と比較した場合、非常に幅が広く丈夫である。この非常に幅広の刃も、必要な切削力をさらに増大させる。
【０００３】
この業界で行われる切削には、２つの一般的な切削様式がある。第１の切削様式は、加工すべき原材料又は部分の外面から材料が除去される外部切削である。類似の切削技術は、りんごの皮剥きである。
【０００４】
第２の切削様式は、穿孔のように、材料自体に囲まれた表面から材料が除去される内部切削である。上記の例えをさらに用いるならば、内部切削の一例はりんごの芯抜きである。
【０００５】
当該業界で用いられる加工技術にも、いずれかの切削様式で用いることができる２つの一般的なタイプの加工技術がある。第１の技術では、加工すべき材料（以下、「工作物」と称する）が旋盤主軸で高速かつ連続に回転させられる。切削工具は、回転している工作物と接触させられることで材料を除去する。この技術は、当該業界では、旋削として知られており、現代の旋盤は、ターニングセンタと呼ばれている。
【０００６】
第２の技術では、工作物が固定位置に堅固に保持され、高速回転している切削工具が工作物と接触させられることによって材料が除去される。この技術はフライス削りとして知られており、その機械はフライス盤である。しかしながら、現代の工作機械は、同じ機械にフライス削り機能及び旋削機能の両方を有する場合が多い。このような二重機能機械は、マシニングセンタと呼ばれている。
【０００７】
今日用いられている工具には、３つの一般的な工具形状がある。第１の形状は、リーマ及び中ぐり棒のようなドリル及び関連した穴あけ工具である。この範疇にあるさらに大きな工具の中には、後述のインサートを用いるものもあるが、穴あけ工具の多くは一体材料でできている。穴あけ工具は、内部切削様式でのみ用いられる。
【０００８】
第２の形状は、側面で切削する本質的に短くて太いドリルであるエンドミルである。エンドミル工具は、ミル又はマシニングセンタで用いられ、内部切削様式又は外部切削様式のいずれでも切削することができる。大径のエンドミルは、後述されるようなインサートを用いてもよい。
【０００９】
第３の且つ最も一般的な形状は、インサート工具である。インサートは一般的に、炭化ケイ素、セラミック、またはダイヤモンドのような非常に硬い材料でできているか、又はこれらで被覆されている。インサートは、菱形、円形、三角形、又は他の多角形の形状の平坦な小片でできている。インサートには、多くの場合、中心に穴が設けられており、この穴がインサートをホルダに嵌め込んでクランプ及びねじでそこに固定することを可能にする。
【００１０】
金属切削を続けると、インサートは摩滅し、別の同一のインサートと定期的に交換しなければならない。多くの場合、インサートには、使用可能な切削刃又は切削チップが２つ以上ある。したがって、インサートをひっくり返すか、回転させるか、又はこれらの両方を行って、別のチップを使用するようにすることができる。正方形又は菱形のインサートは、インサートを廃棄するまでに使用可能なチップを最高で８つ有することができる。インサートは、再使用のために研がれることはほとんどないが、コバルトが含まれているためリサイクルされる。対照的に、インサートホルダは一般的に永久に再使用可能である。
【００１１】
現在のところ、全てのインサート交換は工具を用いて手動で行わなければならない。ほとんどのインサートは、２つの異なるサイズのアレンねじで所定位置に保持されているため、インサートの交換には比較的長時間を要する。このようなインサートの交換又は再配置のための自動化された技術はない。作業者は、上記インサートの交換又は再配置を適切に行う高度な技術を有していなければならず、逆に言えば、この技能レベルは頻繁な装着不備をもたらす。このような装着不備は、著しいスクラップ損失につながり得る。さらに、上記インサートを保持するねじ及び当該ねじを受け入れるねじ穴の両方が磨耗又は摩滅する。結果として、インサートが設けられた機械の作業者は、インサートの交換に全く積極的ではない。
【００１２】
これらの問題に対処する試みが、いくつかなされている。１９９７年１１月４日にシリノらに発行された「工具システムの中空のテーパ状シャンク用の締め付けアセンブリ」と題する米国特許第５，６８３，２１２号明細書は、カッタホルダ工具が縮径ランド６０上に着座している（図示しない）ばねによって内向きに押し付けられるように、テーパ状シャンクに対して締め付けるボタン４０を有した上記カッタホルダ工具用の締め付けアセンブリを開示している。
【００１３】
１９８３年１２月１３日にグスタフスンに発行された「工具ブロック」と題する米国特許第４，４２０，２８０号明細書は、カッタインサートホルダ１２と、旋回するように配置されたレバー２０から成るクランプ装置とが設けられたレバー作動式クイックリリース機構用の工具ブロックを示しており、レバー２０の一端はカッタインサートホルダ１２に作用するが、他端はばね荷重装置２１と協働する。
【００１４】
１９７６年９月２１日にジョーゼンセンに発行された「取り外し自在の割出し可能切削植込み刃を有する中ぐり棒」と題する米国特許第３，９８１，６０７号明細書は、押されるとウェッジシャフト７４の前端８３と接触することによってウェッジシャフト７４を右側に押してボール８４及びクランプ解除ピン６０を落下させる手動ボタン１００を用いて、クランプインサート１４を介してフィンガ２８に加えられる圧力を解放することによって取り外すことができるカッタインサート１２用の、手動ボタン１００の解除機構を有する。
【００１５】
１９８０年７月１日にヒルに発行された「誘導された移動可能なカッタを有する旋盤」と題する米国特許第４，２１０，０３８号明細書は、カッタホルダの位置を調整するための鉛直位置決めノブ１７及び粗さ選択ハンドル１７を有する切削工具ホルダを提供している。
【００１６】
既知の従来技術のいずれも、本明細書で上述した組み合わせを開示していない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
［発明の概要］
カッタインサートの迅速な交換用の改良型ホルダを提供することが、本発明の目的である。
【００１８】
カッタインサートの固定又は取り外しを行うのに工具もねじも必要としない改良型ホルダを提供することが、本発明のさらなる目的である。
【００１９】
手動作業用に設計されているが自動化可能である改良型ホルダを提供することが、本発明のさらに別の目的である。
【００２０】
装着不備の場合に閉鎖しないことによってスクラップを減らすカッタインサート用の改良型ホルダを提供することが、本発明の目的である。
【００２１】
数秒で交換できるカッタインサート用の改良型ホルダを提供することが、さらに別の目的である。
【００２２】
本発明のさらなる目的及び利点は、以下の説明を進めるにつれて明らかとなり、本発明を特徴付ける新規な特徴は、本明細書に添付されると共にその一部を形成する特許請求の範囲において詳細に指摘されるであろう。
【００２３】
本発明は、添付図面を参照してより容易に説明することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［好適な実施形態の説明］
参照符号によってより詳細に図面を参照すると、図１〜図３は、機械工具上でカッタインサート１６を保持するための自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ１０の部品を構成する特徴の組み合わせを開示している。自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ１０は、カッタインサート１６の形状を受け入れて該形状と一致するようになっている少なくとも１つの座部１８を有するハウジング１３を備えている。クランプアーム１２は、ハウジング１３に移動可能に取り付けられている。クランプアーム１２は、座部１８の上方で延びてカッタインサート１６と係合するようになっているクランプ部２２を有している。ロック機構１５は、ハウジング１３内に完全に収容されることにより、上記ロック機構を作動させるのに外部工具を必要としていない。ロック機構１５は、クランプアーム１２のクランプ部２２をカッタインサート１６と係合させるクランプ位置と、クランプ部２２をカッタインサート１６から取り外して当該カッタインサートの取り外し及び交換を可能にする解除位置とを有し、アレンレンチ等の外部工具を用いずに解除位置とクランプ位置との間で移動可能である。
【００２５】
図１〜図１２で最もよく分かるように、自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ１０の一つの実施形態は、クランプアーム１２が取り付けられたハウジング１３を備えている。この実施形態では、ロック機構１５は、カッタインサート１６を交換するプロセスを迅速化するために、クランプアーム１２及びカム１４を備えている。
【００２６】
この例では、カッタインサート１６は、菱形横断面を有している。カッタインサート１６を収容するために、カッタインサートのハウジング１３は、カッタインサート１６の形状を受け入れて該形状と一致するカットアウトベンチ２０に座部１８を配置している。座部１８は、別個の部品として示されているが、実際には、ハウジング１３と一体形成されてもよい。代替的に、座部１８は、交換可能な部品とすることもできる。上述のように、カッタインサート１６は、複数の形状を有することができる。本発明は図示されている形状及びサイズに限定されず、このような形状及びサイズは実際には例示にすぎないことが、当業者には理解されるであろう。さらに、図１２で最もよく分かるように、カットアウトベンチ２０は、カッタインサート１６の上部に向かって内向きに傾斜している側壁２１を有している。
【００２７】
クランプアーム１２は、ハウジング１３内のクランプアームスロット２７内に取り付けられている。クランプアーム１２は、旋回軸３０が通る細長い穴２８を有し、旋回軸３０を中心として、クランプアーム１２を、図１及び図４に示されているクランプ位置から図２に示されている解除位置へ回転させる。クランプアーム１２は、クランプアームスロット２７の外部の上記細長い穴から座部１８及びカッタインサート１６の上方の位置まで延びるクランプ部２２を有している。図示された実施形態では、半円形の輪郭を有するピン部材２４は、クランプ部２２からカッタインサート１６に向かって延び、カッタインサート１６内の対応する穴２６と嵌まり合う。カッタインサート１６が逆さまに取り付けられて解除されるとそのまま地面に落下してしまうことが多いため、ピン部材２４を用いることもまた好ましい。本発明を用いると、逆さまのカッタインサート１６は、ピン部材２４によって所定位置に保持されて、作業者が取り外しのために把持し易くなる。さらに、内向きに傾斜している側壁２１は、インサート１６がピン部材２４によってカットアウトベンチ２０の方へ引っ張られると、インサート１６にわずかな下向きの力を与える。代替的に、ピン部材２４及び対応する穴２６は、インサート１６を座部１８へより強く引っ張るように働く傾斜する側面を有することができる。
【００２８】
ピン部材２４の正確な輪郭及び形状は、図面に示されている半円形の輪郭に限定されるものではなく、円形のように他の形状も確実に本発明の範囲内にあることが、当業者には理解されるであろう。
【００２９】
ピン部材２４がカッタインサート１６と係合すると、細長い穴２８は、クランプアーム１２が締め付け力の一部によって内向きに引っ張られることによってカッタインサート１６をクランプ位置にしっかりと着座させるような角度で傾いている。細長い穴２８からクランプアームスロット２７内へ、クランプ部２２の反対側に角度を成してアーム３２が延びており、クランプアーム１２の遠位端３４がカム１４に載っている。
【００３０】
クランプアーム１２は、ハウジング１３に形成されてアーム３２内の対応する溝４０と位置合わせされる溝３８内に取り付けられたクランプアーム圧縮ばね３６によって、解除位置に偏らされている。クランプアーム圧縮ばね３６は、細長い穴２８と遠位端３４との間でアーム３２と係合するように配置されている。
【００３１】
カム１４は、一般的に、ハウジング１３内のカムキャビティ４２内に取り付けられた直線円筒形の輪郭である。カム１４の一端のカムキャビティ４２の外側に、ボタン４４が配置されている。カム１４の他端は、ボタン４４の反対側でカムキャビティ４２内に配置された圧縮ばねであるカムばね４６と係合している。カムキャビティ４２とクランプアームスロット２７とがハウジング１３内でつながることで、クランプアーム１２の遠位端３４がカム１４に載る。
【００３２】
図３及び図１０で最もよく分かるように、ボタン４４とカムばね４６との中間で、カム１４は、カムばね４６に近い浅い切欠５２からボタン４４の方向にある深い切欠５４まで内向きに傾斜している傾斜部５０を有している。深い切欠５４からボタン４４の近くに向かって、トラフ５６がカム１４内へさらに延びている。
【００３３】
カムばね４６がボタン４４に向かってカム１４を偏らせることで、遠位端３４が傾斜部５０に載る。傾斜部５０は、クランプアーム１２をクランプ位置へ回転させ、その位置で保持する。この金属同士の押し合いの結果として、その設計に生じ得るへこみ又は反り返りをなくすことによって確実なクランプ位置がもたらされる。
【００３４】
クランプ位置から解除位置へ変えるために、ボタン４４をハウジング１３の方へ強く押すと、カム１４が内向きに押されてカムばね４６に押し付けられる。クランプアーム１２の遠位端３４は、傾斜部５０から移動して急な斜面５５を経てトラフ５６に落ち込む。遠位端３４がトラフ５６に達すると、カム１４は、クランプアーム１２を解除位置に落とす完全に取り外された位置になり、上記回転は、クランプアーム圧縮ばね３６によって補助される。上述のように、クランプアーム圧縮ばね３６は、クランプアーム１２を解除位置に保持することによって、使用者が古いカッタインサート１６を簡単に取り外して新しいカッタインサート１６と交換する（又は新しい切削面を利用するために単に古いインサートを回転させる）ことができるようにする。
【００３５】
このようなトラフ５６への落ち込みを用いることで、カッタインサートを容易に取り外すことができるのに十分なほど遠くにクランプ部が保持されるとともに、このとき、「手を用いない」作業のためにこの装置が取り外し位置に偏らされることにも留意されたい。さらに、位置ずれ又は穴２６内の塵埃が原因でピン部材２４が穴２６と完全には係合しない場合、遠位端３４がトラフ５６を離れる（clear）ように持ち上げられることができないことで、クイックチェンジ工具ホルダ１０が解除位置のままであることによって、危険又は不適切な状態であることを作業者に知らせる。また、斜面５５の傾斜の大きさが、クランプ位置へ戻るために必要な力を制御する。
【００３６】
クランプ位置へ戻すために、使用者は、クランプ部２２を下方に押すだけでよい。クランプアーム圧縮ばね３６の抵抗が克服され、カムばね４６に補助されてクランプアーム１２の遠位端３４がカム１４の傾斜部５０と再係合して押し合う。すると、カム１４は、カッタインサート１６を用いるための完全なクランプ位置に戻る。クランプ位置へ戻るのに必要な力は、斜面５５の角度によって制御される。用途によっては、例えば、非常に大きな馬力の場合、小さな角度が望ましく、それにより、小さな角度によって引き起こされるロック状態（jamming）を減らすために、作業者は、クランプ部２２を下方に押して再係合させる前及びその最中に、ボタン４４を操作しなければならない。
【００３７】
次に図１３〜図２０を参照すると、ロック機構１５の複数の代替的な実施形態が示されている。本発明は、図示された実施形態に限定されることを意図していない。これらの代替的な実施形態は、例示を目的として提供するものであり、他のロック機構１５も、自立型で工具不要のクイックチェンジ工具ホルダ１０で用いるのに適していることが、当業者には理解されるであろう。
【００３８】
図１３及び図１４に示されているように、クランプアーム１３０は、その中間点付近で、シャフト１３２の一端に回転可能に取り付けられている。クランプアーム１３０は、上記中間点から座部１８及びカッタインサート１６の上方の位置まで延びるクランプ部１３８を有している。ピン部材１３１は、クランプ部１３８からカッタインサート１６に向かって延びており、カッタインサート１６内の対応する穴２６と嵌まり合う。カッタインサート１６が逆さまで取り付けられて解除されるとそのまま地面に落下してしまうことが多いため、ピン部材１３１を用いることもまた好ましい。本発明を用いると、逆さまのカッタインサート１６がピン部材１３１によって所定位置に保持されることで、作業者が取り外しのために把持し易くなる。
【００３９】
クランプアーム１３０は、中間点から上記クランプ部１３８の反対側に延びるブレース部１３３を有している。ブレース部１３３は、下方に延びる縁１３５を有し、縁１３５は、ハウジング１３に載って、シャフト１３２が動かされるとハウジング１３の上でてこ作用をもたらす。
【００４０】
シャフト１３２の他端は、偏心器１３４に旋回可能に取り付けられ、偏心器１３４はさらに、レバー１３６の一端に動作可能に接続されている。レバー１３６は、クランプ位置及び解除位置を有している。図１３では、レバー１３６、偏心器１３４、シャフト１３２、及びクランプアーム１３０が動作して、切削のためにカッタインサート１６を座部１８にしっかりと保持する。しかしながら、レバー１３６が上方に持ち上げられると、偏心器１３４が回転して、シャフト１３２、したがってクランプアーム１３０を解除位置へ上向きかつ前方に持ち上げることで、カッタインサート１６を必要に応じて回転させるか又は交換することができる。
【００４１】
クランプアーム１３０と同様のクランプアームを用いる変形形態が、図１５及び図１６に示されている。図１５では、図１３及び図１４に関する説明に関連して前述したように、シャフト１５４の一端がクランプアーム１３０の中間点と係合している。ウェッジロック１５２を有する押し棒１５０は、シャフト１５４の他端と係合している。シャフト１５４の他端は、ウェッジロック１５２と係合する三角形のウェッジ１５６を有している。押し棒１５０は、ハウジング１３から延びており、押し棒１５０のうちハウジング１３から延びている部分は、ボタン１５８を形成する。図１５は、カッタインサート１６を容易に取り外し又は再配置できる解除位置を示している。クランプ位置に移動させるために、使用者は、クランプアーム１３０を下方に押す。続いて、シャフト１５４及びウェッジ１５６が下方に移動する。押し棒１５０は、外方に移動するように偏らされ、したがって、ウェッジ１５６が押し棒１５０の平坦領域１５１に達してそこでクランプ位置に収まるまで、その方向に移動する。使用者がボタン１５８を押すと、解除位置に戻る。
【００４２】
図１６では、図１３及び図１４に関する説明に関連して前述したように、シャフト１６０の一端がクランプアーム１３０の中間点と係合している。押し棒１６２は、シャフト１６０の他端と係合している。さらに、第２のシャフト１６３の一端が、シャフト１６０の他端と係合して、押し棒１６２と係合している。第２のシャフト１６３の他端は、シャフト１６０から角度を成してハウジング１３に回転可能に取り付けられている。押し棒１６２は、ハウジング１３から延びており、押し棒１６２のうちハウジング１３から延びている部分は、ボタン１６４を形成する。図１５は、カッタインサート１６を容易に取り外し又は再配置できる解除位置を示している。クランプ位置に移動させるために、使用者は、クランプアーム１３０を下方に押す。続いて、シャフト１６０が下方に移動する。第２のシャフト１６３の動作によって、押し棒１６２は外方に移動し、したがって、クランプ位置に収まるまで、その方向に移動する。使用者がボタン１６４を押すと、解除位置に戻る。
【００４３】
図１７に示されているように、クランプアーム１７０は、その中間点付近で、ピボット１７１に回転可能に取り付けられている。クランプアーム１７０は、上記中間点から座部１８及びカッタインサート１６の上方の位置まで延びるクランプ部１７２を有している。ピン部材１７３は、クランプ部１７２からカッタインサート１６に向かって延びており、カッタインサート１６内の対応する穴２６と嵌まり合う。カッタインサート１６が逆さまで取り付けられて解除されるとそのまま地面に落下してしまうことが多いため、ピン部材１７３を用いることもまた好ましい。本発明を用いると、逆さまのカッタインサート１６がピン部材１７３によって所定位置に保持されることで、作業者が取り外しのために把持し易くなる。
【００４４】
クランプアーム１７０は、ピボット１７１から上記クランプ部１７２の反対側に延びる後方部１７４を有している。後方部１７４は、ハウジング１３内に延びる第１のシャフト１７５の一端に取り付けられている。第１のシャフト１７５の他端は、押し棒１７６と係合している。さらに、第２のシャフト１７７の一端は、第１のシャフト１７５の他端と係合して、押し棒１７６と係合している。第２のシャフト１７７の他端は、クランプアーム１７０の反対側でハウジング１３に回転可能に取り付けられている。押し棒１７６は、ハウジング１３から延びており、押し棒１７６のうちハウジング１３から延びている部分は、ボタン１７８を形成する。図１７は、カッタインサート１６を容易に取り外し又は再配置できる解除位置を示している。クランプ位置に移動させるために、使用者は、クランプ部１７２を下方に押すことによって、ピボット１７１を中心にクランプアーム１７０を回転させる。続いて、第１のシャフト１７５は、第２のシャフト１７７に拘束されて上方に移動する。第１のシャフト１７５及び第２のシャフト１７７の動作によって、押し棒１７６は、クランプ位置に収まるまで外方に移動する。使用者がボタン１７８を押すと、解除位置に戻る。
【００４５】
図１８は、第２のシャフト１７７を有さないが、図１７と非常に類似した別の形態を示している。
【００４６】
図１９及び図２０に示されているように、Ｌ字状の形クランプアーム１９０が、ハウジング１３に摺動可能に取り付けられている。この実施形態では、ハウジング１３は、クランプアーム１９０の上方で延びるクランプアームカバー１９１を有している。Ｌ字形状のクランプアーム１９０の一方の脚は、座部１８及びカッタインサート１６の上方の位置で延びるクランプ部１９２である。ピン部材１９３は、クランプ部１９２からカッタインサート１６に向かって延びており、カッタインサート１６内の対応する穴２６と嵌まり合う。カッタインサート１６が逆さまで取り付けられて解除されるとそのまま地面に落下してしまうことが多いため、ピン部材１９３を用いることもまた好ましい。本発明を用いると、逆さまのカッタインサート１６がピン部材１９３によって所定位置に保持されることで、作業者が取り外しのために把持し易くなる。
【００４７】
Ｌ字形状のクランプアーム１９０の他方の脚は、上記クランプ部１９２の反対側で下方に延びる後方部１９４を形成する。後方部１９４は、押し棒１９６と係合している。押し棒１９６は、ハウジング１３から延びており、押し棒１９６のうちハウジング１３から延びている部分は、ボタン１９８を形成する。図２０は、カッタインサート１６を容易に取り外し又は再配置できる解除位置を示している。クランプ位置に移動させるために、使用者は、クランプ部１９２を押すことによって、クランプアーム１９０及び押し棒１９６を図１９に示される位置に摺動させる。使用者がボタン１９８を引くと、解除位置に戻る。
【００４８】
上記の実施形態は、起動に続いてクランプ位置と解除位置との間での移動を行わせるための、通常は押しボタンを介した手動での起動及び移動に言及している。このプロセスを自動化して、手動でだけでなく、電気的に、タイマによって、機械的に生成されたコンピュータプログラムによって交換を開始させることができることが、当業者には理解されるであろう。さらに、２つの位置間での実際の移動は、手動でだけでなく、ソレノイドばねによって、機械的に、電気的に、油圧的に、空気圧的に、磁気的に、弾性プラスチックを用いて、電気機械的に、電磁的にも行うことができる。本発明は、図示された実施形態に限定することを意図していない。
【００４９】
特定の実施形態のみを図示及び説明してきたが、本発明の精神又は添付の特許請求の範囲から逸脱せずに、これらの実施形態の種々の変形及び変更を加えられることが、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】カッタインサートが装着された本発明の斜視図である。
【図２】カッタインサートが取り外された本発明の斜視図である。
【図３】カムを示す本発明の部分側方断面図である。
【図４】カッタインサートと係合しているクランプアームの断面図である。
【図５】クランプアームの側面図である。
【図６】クランプアームの背面図である。
【図７】クランプアームの底面図である。
【図８】カムの平面図である。
【図９】カムの背面図である。
【図１０】カムの側面図である。
【図１１】カムの正面図である。
【図１２】本発明で用いられるカットアウトベンチの側面図である。
【図１３】本発明の代替的な実施形態の、上面及び側面を含む斜視図である。
【図１４】図１３の実施形態の部分的に切断した、上面及び側面を含む斜視図である。
【図１５】本発明のさらに別の実施形態の部分的に切断した、上面及び側面を含む斜視図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施形態の部分的に切断した、上面及び側面を含む斜視図である。
【図１７】本発明のさらに別の実施形態の部分的に切断した、上面及び側面を含む斜視図である。
【図１８】本発明のさらに別の実施形態の部分的に切断した、上面及び側面を含む斜視図である。
【図１９】カッタインサートと係合している本発明のさらに別の実施形態の部分的に切断した、上面及び側面を含む斜視図である。
【図２０】カッタインサートから取り外された図１９の実施形態の部分的に切断した、上面及び側面を含む斜視図である。
【図１】
2008543580.tif 000003
【図２】
2008543580.tif 000004
【図３】
2008543580.tif 000005
【図４】
2008543580.tif 000006
【図５】
2008543580.tif 000007
【図６】
2008543580.tif 000008
【図７】
2008543580.tif 000009
【図８】
2008543580.tif 000010
【図９】
2008543580.tif 000011
【図１０】
2008543580.tif 000012
【図１１】
2008543580.tif 000013
【図１２】
2008543580.tif 000014
【図１３】
2008543580.tif 000015
【図１４】
2008543580.tif 000016
【図１５】
2008543580.tif 000017
【図１６】
2008543580.tif 000018
【図１７】
2008543580.tif 000019
【図１８】
2008543580.tif 000020
【図１９】
2008543580.tif 000021
【図２０】
2008543580.tif 000022
【国際調査報告】
2008543580.tif 000023