(57)【要約】本発明は、ツールホルダシャンクを解放可能に保持するためのクランピングデバイスに関する。クランピングデバイスは、ハウジング（１３）と、ハウジングのボアの内側に往復移動可能に載置されているドローバー（１９）であって、前端に、かみ合い手段（２３）であって、ツールホルダシャンクの端にて、かみ合いフォーメーションとかみ合うよう適合されているかみ合い手段（２３）を含み、後部に、ドローバーアパーチャ（２９）が形成されているドローバー（１９）と、を含む。クランピングデバイスは、ドローバーアパーチャを通して延在し、ハウジングの長手方向軸の方向に往復するドローバーの軸方向の変位を与えるよう適合されているクランピング機構（１６）をさらに含む。クランピング機構は、第１及び第２のアクチュエータ（２７、２８）と、アクチュエータボルトであって（１７）、アクチュエータを相互接続し、ドローバーアパーチャを通して延在し、そのアクチュエータボルトの回転が、アクチュエータを、互いに向かって、又は、互いから離れて、同期して移動させ、ドローバーの軸方向の移動を与えるよう配置されているアクチュエータボルト（１７）と、を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールホルダシャンク（１８）を解放可能に保持するためのクランピングデバイス（１０）であって、
前端と、後端と、ボア（１４）であって、前記前端に交差しており、前記前端から後方に延在し、前記ボアの、前記前端にある載置部位において前記ツールホルダシャンクを受容するボア（１４）と、を有するハウジング（１３）と、
前記ボアの内側に往復移動可能に載置されているドローバー（１９）であって、前端に、前記ツールホルダシャンクの端にてかみ合いフォーメーションとかみ合うよう適合されているかみ合い手段（２３）を含み、後部に、前記ハウジングの長手方向軸（３３）に関して横断方向に前記ドローバーを貫通するドローバーアパーチャ（２９）が形成されているドローバー（１９）と、
前記ドローバーアパーチャと、少なくとも部分的に、前記ドローバーアパーチャの向かい合う両側上の前記ハウジングに設けらえた２つのハウジング孔（１５）内と、を通して延在し、前記ハウジングの前記長手方向軸の方向に往復する前記ドローバーの軸方向の変位を与えるよう適合されているクランピング機構（１６）と、を含み、
前記クランピング機構が、
第１及び第２のアクチュエータ（２７、２８）であって、それぞれが、前記ハウジング孔（１５）と、同様に、前記ドローバーアパーチャ（２９）と、の中に摺動可能に受容され、前記ハウジング孔（１５）と、同様に、前記ドローバーアパーチャ（２９）と、のそれぞれを通して少なくとも部分的に延在し、それぞれに少なくとも部分的にスレッド孔（３４、３５）が形成されており、前記第１のアクチュエータ（２７）内のスレッドは右巻きスレッドであり、前記第２のアクチュエータ（２８）内のスレッドは左巻きスレッドであり、前記スレッド孔は、前記ハウジングの前記長手方向軸に鉛直する方向に延在し、前記アクチュエータのそれぞれは、少なくとも１つの係止加圧面（３６）と、少なくとも１つの解放加圧面（３７）と、が形成されている、第１及び第２のアクチュエータ（２７、２８）と、
右巻きスレッドを１の部位に、左巻きスレッドを他の部位に含むアクチュエータボルト（１７）と、を含み、
前記ドローバーは、前記ドローバーアパーチャの内側に、前記ハウジングの前記前端に向かって対向する少なくとも２つの係止受圧面（３８）と、前記ハウジングの前記後端に向かって対向する少なくとも２つの解放受圧面（３９）と、を含み、
前記アクチュエータボルトの前記右巻きスレッドは、前記第１のアクチュエータの前記右巻きスレッド孔に螺入されており、前記アクチュエータボルトの前記左巻きスレッドは、前記第２のアクチュエータの前記左巻きスレッド孔に螺入されており、前記アクチュエータが相互接続され前記ハウジング内に載置され、前記アクチュエータのそれぞれが、前記ハウジング孔のそれぞれへと、同様に、前記ドローバーアパーチャへと、それらのそれぞれの側から少なくとも部分的に延在するようになっており、前記アクチュエータボルトが一方向に回されると、前記アクチュエータは、互いに向かって同期して動かされ、前記アクチュエータのそれぞれの前記係止加圧面が、前記ドローバーアパーチャの内側の前記係止受圧面を押し、前記ドローバーが、前記ハウジングの前記後端に向かって変位して係止位置となり、一方、前記アクチュエータボルトが反対方向に回されると、前記アクチュエータは、互いから離れて同期して動かされ、前記アクチュエータのそれぞれの前記解放加圧面が、前記ドローバーアパーチャの内側の前記解放受圧面を押し、前記ドローバーが、前記ハウジングの前記前端に向かって変位して解放位置となることを特徴とする、クランピングデバイス（１０）。
【請求項２】
前記ボアの、前記前端にある前記載置部位は、円錐状である、請求項１に記載のクランピングデバイス。
【請求項３】
前記ボアの、前記前端にある前記載置部位は、非円形断面を有する、請求項２に記載のクランピングデバイス。
【請求項４】
前記アクチュエータの前記係止加圧面及び／又は前記解放加圧面は、曲線状である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。
【請求項５】
前記加圧面及び前記受圧面のそれぞれの少なくとも一部、又は、そのような表面の延長線は、前記ハウジングの前記長手方向軸と前記ハウジング孔のそれぞれの長手方向軸とを含む平面において、前記クランピングデバイスを通る縦方向の断面図にて見た際に、前記ハウジングの前記長手方向軸に対して鋭角を形成する、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】
前記係止加圧面の前記鋭角は、前記係止受圧面の前記鋭角に対応し、前記解放加圧面の前記鋭角は、前記解放受圧面の前記鋭角に対応する、請求項５に記載のクランピングデバイス。
【請求項７】
前記鋭角は、１５°と７５°との間である、請求項５又は請求項６のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。
【請求項８】
前記鋭角は、４０°と５０°との間である、請求項５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】
前記アクチュエータの前記係止加圧面のそれぞれと、前記ドローバーアパーチャの内側の前記係止受圧面のそれぞれとは、少なくとも、前記ハウジングの前記長手方向軸と前記ハウジング孔のそれぞれの前記長手方向軸とを含む平面において、前記クランピングデバイスを通る縦方向の断面図にて見た際に、前記ハウジングの前記長手方向軸に関して異なる角度を形成する第１及び第２の表面セクションからなる、請求項５から請求項８のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。
【請求項１０】
前記ハウジング孔のそれぞれの前記長手方向軸は、前記ハウジングの前記長手方向軸に鉛直して向けられている、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のクランピングデバイス。
【請求項１１】
前記ハウジング孔のそれぞれの前記長手方向軸は、前記ハウジングの前記長手方向軸に対して鋭角に向けられている、請求項１から請求項９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】
前記アクチュエータの前記加圧面と、同様に、前記ドローバーアパーチャの内側の前記受圧面と、は、前記ハウジングの前記長手方向軸に鉛直して位置する、請求項１１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、ツールホルダシャンクを解放可能に保持するためのクランピングデバイスに関する。クランピングデバイスは、
前端と、後端と、ボアであって、前端に交差しており、その前端から後方に延在し、そのボアの、前端にある載置部位においてツールホルダシャンクを受容するボアと、を有するハウジングと、
ボアの内側に往復移動可能に載置されているドローバーであって、前端に、かみ合い手段であって、ツールホルダシャンクの端にてかみ合いフォーメーションとかみ合うよう適合されているかみ合い手段を含み、後部に、ハウジングの長手方向軸に関して横断方向にドローバーを貫通するドローバーアパーチャが形成されているドローバーと、
ドローバーアパーチャを通して延在し、ドローバーの軸方向の変位を、ハウジングの長手方向軸の方向に与えるよう適合されているクランピング機構と、を含む。
【背景技術】
【０００２】
上の導入部に概説するようなクランピングデバイスが既知であり、製造業内にて、様々な材料のワークピースを加工するための異なる種類のツールを保持するために、広く使われている。クランピングデバイスは、任意に、ドリル又はミリングツールなどを保持するための回転可能スピンドル上に保持されてよく、又は、旋盤ツールなどを保持するために回転不可能であってよい。
【０００３】
一般的に使用されるクランピング機構は、カムフォーメーションを含むカムシャフトである。ここでは、カムシャフトは、ハウジング内に回転可能にジャーナル保持されており、カムシャフトを回す際に、カムフォーメーションを用いて、ハウジングに関する軸方向の変位を、ドローバーに与えるよう適合されている。
【０００４】
この種のクランピングデバイスを用いることの利点の１つは、カムシャフトを約１００°から２００°シンプルに回すことにより、ツールのクイッククランピングを可能にすることである。これは、ツールが、大きな力により、ハウジングのマウンティングボア内へ引き込まれ、これにより、クランピングデバイスによって確実に保持される効果がある。ツールの解放もまた、カムシャフトを逆方向に回すことにより、容易かつ迅速に行うことができる。通常、ハウジングのボア、同様に、ツールホルダシャンクは、若干の円錐状になっており、ツールから軸方向に後方が、テーパ状となっている。このようにして、ツールとクランピングデバイスとの間が、いずれの遊びが完全になく接続できる。これは、ツールを用いての高精度の加工を可能にする正しい位置にツールが保持される、という効果を有する。
【０００５】
しかし、この種の従来技術のクランピングデバイスにおける不都合な点の１つは、繰り返し使用されるツールホルダシャンクの望ましい断面測定値と比較して、ドローバーが大きな断面寸法を持ち、その前端から、ハウジングのボアを通して挿入できないことである。ドローバーがそのような大きな断面寸法を持たなければならない理由は、ドローバーアパーチャが、カムシャフトの所望する変位と、クランピング及び解放中にカムシャフトを回すオペレータに対する所望する力の減少と、を提供するために十分なサイズのカムフォーメーションを有するカムシャフトを収容しなければならないからである。しかし、ツールホルダシャンクがシャンクボア内に引き込まれる望ましい力に耐える、ドローバーの十分な引張強度を確保するために、ドローバーアパーチャを囲む、ドローバーの残りの脚部位は、十分な断面寸法を持つ必要がある。クランピングデバイスの従来技術設計の一例を、本発明の以下の詳細説明に関連して、より詳細に説明する。したがって、クランピングデバイスを組み立てる際に、ドローバーを配置するために、ドローバーはこれまで、クランピングデバイスの後端から挿入されなければならない、又は、ドローバーが、ハウジング内に前端から挿入された後に、シャンクボアスリーブが、クランピングデバイスの前端に載置されなければならない。この１つの結果は、クランピングデバイスの全体寸法を、所望するほど小さく、そしてスリムにできないことである。別の結果は、クランピングデバイスが、余分な載置ディテールを含むこととなり、これは、クランピングデバイスの製造が、材料のコストと、組み立てを行うことに対するコストと、の双方に関して、より高価になることを示すことである。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、ドローバーを、ハウジング内に、ハウジングのボアを通して、その前端から挿入可能とするクランピングデバイスを提供することである。少なくともこの目的は、請求項１に記載のクランピングデバイスにより達成できる。
【０００７】
したがって、本発明の基盤は、ドローバーに、ハウジングのボアを通して、ハウジングの前端から挿入できるほどに小さい全体断面寸法を持たせることができることの見識である。これは、従来技術のクランピングデバイスにおけるようなカムシャフトの代わりに、クランピング機構が、アクチュエータボルトにより相互接続された第１及び第２のアクチュエータを含むことにより達成される。第１及び第２のアクチュエータのそれぞれは、２つのハウジング孔のそれぞれ、同様に、ドローバーアパーチャ内に摺動可能に受容され、それらを通して少なくとも部分的に延在し、スレッド孔が少なくとも部分的に形成されている。第１のアクチュエータ内のスレッドは右巻きスレッドであり、第２のアクチュエータ内のスレッドは左巻きスレッドであり、スレッド孔は、ハウジングの長手方向軸に鉛直する方向に延在する。アクチュエータのそれぞれは、少なくとも１つの係止加圧面と、少なくとも１つの解放加圧面と、が形成されている。アクチュエータボルトは、右巻きスレッドを１の部位に、左巻きスレッドを他の部位に含む。ドローバーは、ドローバーアパーチャの内側に、ハウジングの前端に向かって対向する少なくとも２つの係止受圧面と、ハウジングの後端に向かって対向する少なくとも２つの解放受圧面と、を含む。アクチュエータボルトの右巻きスレッドは、第１のアクチュエータの右巻きスレッド孔に螺入されており、アクチュエータボルトの左巻きスレッドは、第２のアクチュエータの左巻きスレッド孔に螺入されており、アクチュエータが相互接続され、ハウジング内に載置され、アクチュエータのそれぞれが、ハウジング孔のそれぞれへと、同様に、ドローバーアパーチャへと、それらのそれぞれの側から少なくとも部分的に延在するようになっており、アクチュエータボルトが一方向に回されると、アクチュエータは、互いに向かって同期して動かされ、アクチュエータのそれぞれの係止加圧面が、ドローバーアパーチャの内側の係止受圧面を押し、ドローバーが、ハウジングの後端に向かって変位して係止位置となる。アクチュエータボルトが反対方向に回されると、アクチュエータは、互いから離れて同期して動かされ、アクチュエータのそれぞれの解放加圧面が、ドローバーアパーチャの内側の解放受圧面を押し、ドローバーが、ハウジングの前端に向かって変位して解放位置となる。
【０００８】
そのような配置により、クランピング機構をコンパクトにできる。したがって、ドローバーアパーチャ、同様に、ドローバーの断面寸法は、ドローバーが、マウンティングボアを通して、クランピングデバイスの前端から挿入可能なように小さくできる。
【０００９】
アクチュエータは、アクチュエータボルトが回ると、互いに向かって、又は、互いから離れて、同期して動くよう配置されており、アクチュエータは、同様のジオメトリをもって設計でき、クランピングデバイスの長手方向軸に関して対称に配置できるため、クランピング機構は、クランピングデバイスに対するいずれの回転非対称性を与えない。したがって、クランピングデバイスのバランスが良好なものとなる。
【００１０】
ボアの、前端にある載置部位は、円錐状であってよく、非円形断面を有してもよい。円錐形状は、半径方向、同様に、軸方向への、遊びのない接続を確保し、一方、（例えば、「三角形」状又は多角形状を持つ）非円形断面は、マウンティングボアに関しての、マウンティングシャンクの回転不可能な固定を確保する。
【００１１】
クランピング機構のアクチュエータの係止加圧面及び／又は解放加圧面は、曲線状若しくは平らであってよく、又は、いずれの他の適した形状を有してよい、若しくは、異なる形状を有するいくつかのセクションからなってよい。曲線状面は、クランピングデバイスの向上した強度、及び、力の改善された分配を提供することにより、有益なものとできる。
【００１２】
加圧面及び受圧面のそれぞれの少なくとも一部、又は、そのような表面の延長線は、ハウジングの長手方向軸と、ハウジング孔のそれぞれの長手方向軸と、を含む平面において、クランピングデバイスを通る縦方向の断面図にて見た際に、ハウジングの長手方向軸に対して鋭角を形成してよい。換言すると、加圧／受圧面は、ハウジングの長手方向軸と、ハウジング孔のそれぞれの長手方向軸と、の双方に関して傾斜してよい。そのように配置されている加圧／受圧面は、ハウジングの長手方向軸に沿う、ドローバーの移動を誘発することに使用できる。なぜなら、それらの表面のそれぞれにより加えられた／受けた圧力は、軸方向の成分を有することになるからである。
【００１３】
係止加圧面の鋭角は、好ましくは、係止受圧面の鋭角に対応し、解放加圧面の鋭角は、好ましくは、解放受圧面の鋭角に対応する。
【００１４】
加圧／受圧面のそれぞれの最も有益な鋭角は、例えば、ドローバー、及び、アクチュエータボルト上、並びに、アクチュエータのスレッド孔内のスレッド（例えば、ピッチ）の設計などの、他の特徴の設計に依存し得る。好ましくは、しかし、この鋭角は、１５°と７５°との間であり、例えば、約４５°などの、４０°と５０°との間であってよい。いずれの場合であっても、この鋭角は小さすぎてはならず、例えば、少なくとも７°を超えなければならない。なぜなら、加圧面と、対応する受圧面と、の間の摩擦力が、さもなければ、クランピングデバイスの作動性を制限し得るからである。
【００１５】
アクチュエータの係止加圧面のそれぞれと、ドローバーアパーチャの内側の係止受圧面のそれぞれとは、少なくとも、ハウジングの長手方向軸とハウジング孔のそれぞれの長手方向軸とを含む平面において、クランピングデバイスを通る縦方向の断面図にて見た際に、ハウジングの長手方向軸に関して異なる角度を形成する第１及び第２の表面セクションからなってよい。結果として、特定の距離だけドローバーを変位させることに必要な、アクチュエータボルトの回転を、クランピングの異なる段階に必要な力に適合させることができる。例えば、係止圧／受面の角度は、クランピングの最終段階にて、短い距離だけドローバーを変位させることに、大きな力が必要な場合に、ドローバーを変位させるために、アクチュエータボルトの大きな回転運動が必要であるように、選ぶことができる。したがって、クランピングが促進され、クランピングデバイスがより使いやすくなる。
【００１６】
ハウジング孔のそれぞれの長手方向軸は、ハウジングの長手方向軸に鉛直して向けられてよい。しかし、ハウジング孔のそれぞれの長手方向軸は、ハウジングの長手方向軸に対して鋭角に向けられてもよい。そのような実施形態では、アクチュエータの加圧面と、同様に、ドローバーアパーチャの内側の受圧面と、は、ハウジングの長手方向軸に鉛直して位置してよい。
【００１７】
本発明が、特許請求の範囲内での、多くの様々な方法を用いての変形及び変更が可能であることが明白である。例えば、以下に説明して示す、本発明の例示的実施形態では、クランピングデバイスのマウンティングボアは、円錐状に形成されており、断面においていくらかの「三角形」状又は多角形状を持ち、同様に形成されたマウンティングシャンクを有するツールホルダをクランピングするようになっている。しかし、マウンティングボアは、他のタイプのマウンティングシャンクをクランピングするために、異なる形状をも有し得る。
【００１８】
本出願を通しての説明及び特許請求の範囲では、「前方（ｆｏｒｗａｒｄ）」という語が、クランピング中に、ツールホルダシャンクがそれを通して挿入される、マウンティングボアの外向き開口に向かう方向又は位置を示すために使用される。これに類似して、「後（ｒｅａｒ）」又は「後方（ｒｅａｒｗａｒｄ）」という語が、マウンティングボアの外向き開口から離れる方向又は位置を示すために使用される。
【００１９】
さらに、以下に使用するように、表面の向きを画定するための、ハウジングの前端（又は、後端）「に向かって対向する（ｆａｃｉｎｇ  ｔｏｗａｒｄｓ）」という表現は、この表面が、例えば、少なくともある程度、各端に向かって対向するように向けられている、ということを示す。したがって、この表現は、表面が、ハウジングの長手方向軸に鉛直している構成のみをカバーするのではなく、表面に対する垂線が、ハウジングの長手方向軸に対して、９０°まで（この角度は含まない）の鋭角にて延在する構成もカバーする。
【００２０】
従来技術のクランピングデバイスの実施形態、同様に、本発明に係るクランピングデバイスの例示的実施形態を、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１−３】図１から図３は、従来技術のクランピングデバイスの実施形態を示す。
【図４】図４は、ツールホルダに接続された、本発明に係るクランピングデバイスの斜視図である。
【図５】図５は、図４に係る分解斜視図である。
【図６】図６は、クランピング機構及びドローバーを上から見た分解斜視図である。
【図７】図７は、図６に係る、クランピング機構及びドローバーを下から見た分解斜視図である。
【図８】図８は、クランピングデバイスのハウジングの斜視図である。
【図９】図９は、クランピングデバイス及びツールホルダを通る、ハウジングの長手方向軸に沿う、初期の、係止されていない段階における、縦方向の断面図である。
【図１０】図１０は、クランピングデバイス及びツールホルダを通る、ハウジングの長手方向軸に沿う、有効となった、係止された段階における、縦方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
請求項１のプリアンブルに係る、従来技術のクランピングデバイスを、図１から図３を参照して、以下に簡単に説明する。この従来技術のクランピングデバイスは、回転不可能な種類のものであり、旋盤ツールなどを保持するために適合されている。図１から明白なように、クランピングデバイス１のアウターハウジングは、一般的に箱形状であり、模式的に示すツールホルダ２に接続して示している。図２は、クランピングデバイス及びツールホルダの分解斜視図であり、クランピングデバイスに含まれるすべての個別の構成要素を示す。これらの構成要素の１つに、ハウジング内のボア４に挿入されているドローバー３がある。ドローバー３は、その機能をここでは説明しないクランピング機構を、係止された段階、ここでは、ツールホルダが、クランピング機構にしっかりと接続されている、と、解放された段階、ここでは、ツールホルダが、クランピングデバイスから解放されている、と、の間を規制する。クランピング機構のこの規制は、ハウジング内のボア４の軸方向への、ドローバー３の変位により行われる。ドローバーのこの変位が次に、ハウジングを通して、そして、ドローバー内のアパーチャを通して延在するカムシャフト５を回すことにより行われ、これは、カムフォーメーションと共に提供され、所望するように、ドローバーを通して、アパーチャの後面に作用でき、ドローバーを後方に変位させる、又は、アパーチャの前面に作用でき、したがって、ドローバーを前方に変位させる。
【００２３】
しかし、係止カム面と、同様に、解放カム面と、を含むカムフォーメーションにより、カムシャフトはある程度大きな断面寸法を有することとなり、したがって、カムシャフトをそのカムフォーメーションと共に収容するために、ドローバーのアパーチャは、対応する大きな断面寸法をもって形成されなければならない。結果として、ドローバーは、ある程度大きな断面寸法をもって形成されることとなる。なぜなら、ドローバーの前部と後部とを接続し、ドローバーアパーチャのそれぞれの側にある脚部位が、生じる力に耐えるために、特定の断面寸法を有しなければならないからでもある。これは、ツール及びツールホルダ用のマウンティングシャンクの、一般的に使用される寸法では、通路が狭すぎるため、ドローバーを、クランピングデバイスの前端から挿入できない、という影響を有する。ここに開示する、従来技術のクランピングデバイスでは、この問題が、個別のスリーブ６を、ツールホルダのマウンティングシャンク用のシャンクボアを画定する、ハウジングのボア４内に載置することにより解消されている。したがって、ドローバーは、シャンクボアスリーブ６を載置する前に、ハウジング内に載置される。
【００２４】
そのようなソリューションにおける１つの問題は、クランピングデバイスを製造するコストが増えることである。別の問題は、個別のシャンクボアスリーブを使用することが、さらに１つの構成要素を導入することである。これは、それ自身の製造上の公差を有し、ツールを用いて行われるワークの加工の精度を下げることとなる。
本発明に係るクランピングデバイスの実施形態の詳細説明
【００２５】
ここでまず、図４及び図５を参照する。これらは、本発明に係るクランピングデバイス１０と、クランピングデバイスの前端に接続された、模式的な、カットオフでのツールホルダ１１と、を斜視図に示す。ツールホルダは、ここでは、模式的に示し、そのカットオフの、後端のみを示しているが、実際には、各種の形態の加工ツールが、ツールホルダに、ツールホルダに統合されて、又は、個別に接続された部品として、接続される。後端では、クランピングデバイスに、マウンティングシャンク１２が提供されており、これは、例えば、ここには示さない、作業機械などの回転スピンドルに接続されるよう適合されている。クランピングデバイスは、インナーボア１４を有する、いくらか細長い、円筒形状のハウジング１３を含む。そのエンベロープ表面上において、ハウジングには、クランピング機構１６をハウジングに載置するためのハウジング孔１５（図ではその１つが視認可能）が提供されている。クランピング機構１６は、アクチュエータボルト１７と、第１のアクチュエータ２７と、第２のアクチュエータ２８と、を含む。
【００２６】
図５は、クランピングデバイスの一部を形成する様々な構成要素を示す図４に係るクランピングデバイス及びツールホルダ１１の分解斜視図である。クランピングデバイスと同様に、ツールホルダにも、マウンティングシャンク１８が提供されている。これは、ここに示す実施形態では、双方共、ＵＳ５３４０２４８に開示する種類のものであり、軸方向のボアを有する円錐状シャンクを含む。このシャンクは、いくらかの「三角形」又は多角形の非円形断面を有し、対応する形状のマウンティングボア１４内に引き込まれるよう適合されている。この円錐形状は、半径方向、同様に、軸方向への、遊びのない接続を確保し、一方、この「三角形」状又は多角形状は、マウンティングボアに関しての、マウンティングシャンクの回転不可能な固定を確保する。ツールホルダのマウンティングシャンク１８を、クランピングデバイスのマウンティングボア内に引き込むために、後者には、円筒形状のハウジング１３のボア１４内に配置された、ドローバー１９と、シーリングリング２６と、圧縮スプリング２０と、スラストリング２１と、リテーナリング２４と、弾性Ｏリング２２と、複数のかみ合いセグメント２３と、ストップリング２５と、を含む接続機構が提供されている。ハウジング孔１５のそれぞれは、その中心軸３３に鉛直するハウジング壁を通して形成されており、組み立てられた状態において、クランピング機構のアクチュエータボルト１７は、少なくとも部分的に、この孔を通して、そして、アパーチャ２９を通して、ドローバー内を延在する。ストップスクリュ３１は、ハウジング内の貫通孔を延在し、ドローバー内の軸方向に細長いリセス３２とかみ合うよう配置されており、ドローバー１９の軸方向の移動を、インナーボア１４内にて制限する。
【００２７】
クランピング機構１６及びドローバー１９を、図６及び図７のそれぞれにしたがって、上及び下から見て、さらに詳細に、斜視図にて示す。図８は、クランピングデバイスのハウジングの斜視図である。
【００２８】
クランピング機構１６は、第１のアクチュエータ２７と、第２のアクチュエータ２８と、アクチュエータボルト１７と、を含み、アクチュエータボルト１７は、クランピング機構が、ドローバーアパーチャ２９及びハウジング孔１５内に配置された際に、アクチュエータ２７及び２８に螺合接続される。クランピングデバイス内に配置されると、アクチュエータボルトの第１の端にある右巻きスレッドが、第１のアクチュエータ２７内の右巻きスレッド孔３４と螺合してかみ合い、アクチュエータボルトの第２の端にある左巻きスレッドが、第２のアクチュエータ２８内の左巻きスレッド孔３５と螺合してかみ合う。このようにして、アクチュエータ２７及び２８は相互接続され、アクチュエータボルト１７が一方向に回されると、同期して互いに向かって動き、アクチュエータボルト１７が反対方向に回されると、同期して互いから離れて動く。クランピング機構を組み立てる際には、図５から図７から明白でなくとも、アクチュエータボルトは、ハウジングの長手方向軸３３に対向するアクチュエータ２７及び２８のそれぞれの一方側から、スレッド孔３４及び３５に挿入される必要があるのは明らかである。したがって、アクチュエータボルトは、アクチュエータ２７及び２８に接続される前に、ハウジング孔１５内に、ドローバーアパーチャ２９を通して挿入されてよい。組み立てが完了すると、アクチュエータは、ハウジング孔１５のそれぞれ内を、同様に、ドローバーアパーチャ２９内を、それらのそれぞれの側から延在する。ハウジング孔１５のそれぞれの長手方向軸５１は、ハウジングの長手方向軸３３に鉛直して向けられている。
【００２９】
ドローバーアパーチャ内に延在して配置されている、アクチュエータのそれぞれの一部は、少なくとも１つの係止加圧面３６と、少なくとも１つの解放加圧面３７と、を含む。これらの表面は、ドローバーアパーチャの内側の、対応する受圧面３８及び３９に接触して配置されている。アクチュエータの加圧面３６及び３７、同様に、ドローバーアパーチャの内側の受圧面３８及び３９は、ハウジングの長手方向軸３３と、（ハウジングの長手方向軸に鉛直して配置されている）ハウジング孔のそれぞれの長手方向軸５１と、の双方に関して傾斜している。換言すると、ハウジングの長手方向軸３３と、加圧面又は受圧面のそれぞれ、若しくはその延長線と、の間には、鋭角が形成される。係止加圧面３６のそれぞれの鋭角は、対応する係止受圧面３８の鋭角と同じであり、解放加圧面３７のそれぞれの鋭角は、対応する解放受圧面３９の鋭角と同じである。
【００３０】
傾斜した加圧／受圧面を有する構成により、アクチュエータボルト１７が第１の方向に回されると、アクチュエータ２７及び２８が同期して、互いに向かって動き、アクチュエータの係止加圧面３６が、ドローバー内の対応する係止受圧面３８を押す。結果として、ハウジングのボア１４内を軸方向に往復移動可能なドローバー１９が、ハウジング１３の後端に向かって変位して係止位置となり、クランピングデバイスのボアに挿入されたツールホルダシャンク１８がクランプされる。アクチュエータボルト１７が他の方向に回されると、アクチュエータ２７及び２８は、互いから離れて動き、アクチュエータの解放加圧面３７が、ドローバー内の対応する解放受圧面３９を押す。結果として、ドローバー１９が、ハウジング１３の前端に向かって変位して解放位置となり、クランピングデバイス内に保持されたツールホルダシャンク１８を取り外すことができる。
【００３１】
ここに示す実施形態では、加圧／受圧面のそれぞれ（の延長線）と、ハウジングの長手方向軸３３と、の間に形成された鋭角は、約４５°である。
【００３２】
図６及び図７からさらにわかるように、ドローバーアパーチャ２９は、ドローバー１９の後部に形成されている。その前端には、ドローヘッド４１が形成されており、これは、ネック部位４２を介してボデー部位に接続されており、その周囲には、かみ合いセグメント２３が配置されている。ネック部位とボデー部位との間において、ドローバーには、円形フランジと、シーリングリング２６を収容するための溝４３と、も形成されている。
【００３３】
ここで、図９を参照する。これは、そのマウンティングシャンク１８にて、クランピングデバイスのマウンティングボア内に挿入されたツールホルダが、クランピングデバイスから取り外される際の、係止されていない状態、つまり、解放位置にあるドローバーを示す。図９は、組み立てられたツールホルダ１１の長手方向軸３３に沿い、クランピングデバイス１０に、すべてのその構成要素が載置された状態の断面図である。図９の断面図は、ハウジングの長手方向軸３３及びハウジング孔１５のそれぞれの長手方向軸５１を含む平面において取得されている。
【００３４】
図９のクランピングデバイス１０は初期状態にあり、ツールホルダ１１は、クランピングデバイスには係止されていない。ここに見られるように、かみ合いセグメント２３が、ドローバーのネック部位４２周囲の、ネック部位と、ツールホルダのマウンティングシャンク１８内のかみ合いボアの内面と、の間に形成された空間内に載置されている。かみ合いセグメント２３は、リテーナリング２４の内側の内溝とかみ合っているかみ合いセグメントのそれぞれの、外方向に延在するフランジ部位４５を用いて保持されており、弾性Ｏリング２２は、かみ合いセグメントの後端における外向き溝フォーメーション内に位置する。かみ合いセグメントの前端には、外を向くかみ合いフランジ４６が形成されており、これらのフランジは、ツールホルダのかみ合いボアの内側のインナーかみ合い溝４７とかみ合うよう適合されているが、この初期状態では、かみ合い溝とはかみ合っていない。さらに、圧縮スプリング２０は、ドローバーのフランジと、スラストリング２１と、の間に載置されており、スラストリング２１と、同様に、リテーナリング２４及びかみ合いセグメント２３と、を押し、ストップリング２５に対して前方向に力を加える。この係止されていない状態に到達するため、アクチュエータを、同期して、互いから離れるよう移動させる方向に、アクチュエータボルト１７が回され、アクチュエータの解放加圧面３７が、ドローバー内の対応する解放受圧面３９を押し、ドローバーを、前方向に変位させる。
【００３５】
ここで、図１０を参照する。これは、図９と同様である。しかし、ここでは、クランピングデバイスは、係止された状態又はクランプされた状態にあり、ここでは、マウンティングシャンク１８が、接続機構を用いてクランピングデバイスに接続されており、ドローバー１９及びクランピング機構１６を用いて、クランピングデバイスのマウンティングボア内に、大きな力で引き込まれており、しっかりとかみ合っている。
【００３６】
これは、アクチュエータを、同期して、互いに向かって移動させる方向に、アクチュエータボルトが回され、アクチュエータの係止加圧面３６が、ドローバー内の対応する係止受圧面３８を押し、ドローバーを、後方向に変位させるようにして達成される。この図からわかるように、スラストリング２１、リテーナリング２４、及びかみ合いセグメント２３は依然として、圧縮スプリング２０を用いて、前方に、ストップリング２５に向かって押されており、上述するように、ドローバー１９が、アクチュエータ２７及び２８を用いて後方に引き込まれている。これは、かみ合いセグメント２３が、ドローヘッド４１に関して外方向に変位し、それらの前端が、ドローヘッド４１の後向き傾斜面４９上をスライドする効果を有する。このようにして、かみ合いセグメントの前端上のかみ合いフランジ４６が外方向に変位し、ツールホルダのかみ合いボアの内側のかみ合い溝４７と噛み合い、ツールホルダシャンク１８が、ドローバー１９を用いて引き込まれ、ハウジング内のマウンティングボア１４の表面に対して、しっかりと支持される。
【００３７】
図９及び図１０は、本発明の理解を促進するための、模式的な図である。これらの図は、係止されていない状態及び係止された状態のそれぞれにおける、ドローバー１９及び他の構成要素の正しい軸方向の位置、又は、スプリング２０の圧縮量、などの、特定の構成要素の正しい位置又は特性を正確に示すことを意図していない。さらに、図９及び図１０には、多くの矢印が示されている。これらは、クランピングデバイスの異なる部品に作用するモーション又は力を示す。これらの矢印は、本発明の理解を促進するためのものであり、クランピングデバイスの作動中に作用するすべての力を詳細又は完全に指定するものとして理解すべきでない。
【００３８】
図９及び図１０に最良に見られるように、ハウジング孔１５のそれぞれの長手方向軸５１は、ハウジングの長手方向軸３３に鉛直して向けられており、一方、アクチュエータの加圧面３６及び３７、及び、ドローバーの受圧面３８及び３９は、ハウジングの長手方向軸３３及びハウジング孔のそれぞれの長手方向軸１５の双方に関して傾斜している。しかし、ハウジング孔を、ハウジングの長手方向軸に非鉛直に配置することも可能である。そのような実施形態では、ハウジングの長手方向軸３３に関する加圧／受圧面の傾斜が異なり得る。事実、加圧／受圧面は、ハウジングの長手方向軸に鉛直しても配置され得る。なぜなら、そのような「傾斜した」ハウジング孔内でのアクチュエータの移動は、ハウジングの長手方向軸の方向の成分を有するためである。
【００３９】
図６及び図７に最良に見られるように、加圧面３６及び３７は曲線状であり、アクチュエータのそれぞれは、係止加圧面３６を１つのみ、そして、解放加圧面３７を１つのみ、含む。しかし、追加的加圧面を有するアクチュエータ、及び、対応する数の受圧面を有するドローバー、もまた可能である。一例として、加圧面の１つの中央に平面を配置し、曲線状面を、２つの個別の曲線状の加圧面に分割してもよい。これは、力の分配を改善し、表面のいずれの半径方向の不精密性による悪影響を軽減し得る。この平面は、アクチュエータと、ドローバーアパーチャの内側の受圧面と、の間に、潤滑剤用の通路をも生成し得る。
【００４０】
加圧面及び受圧面は、曲線状である必要はなく、平面などのいずれの適切な形状を有してよい。一例として、アクチュエータのそれぞれは、平らな側壁を有し、アクチュエータの横方向に対向する側、つまり、ハウジングの長手方向軸に実質的に並列する面に配置される１つ又はそれ以上の溝を含んでよい。そのような溝のそれぞれが、ハウジングの長手方向軸に非鉛直に配置される場合、これらは続いて、１つの係止加圧面（ハウジングの後端に向かって対向する溝の側）と、１つの解放加圧面（ハウジングの前端に向かって対向する溝の側）と、を含むこととなる。複数のそのような溝を、アクチュエータのそれぞれに配置することができる。ドローバーアパーチャの内側には、対応する数の、マッチングのための突起が、アクチュエータ上の溝と同じ角度にて配置される。そのような突起のそれぞれは続いて、係止受圧面（対応する溝の係止加圧面と接触する突起の側）と、解放受圧面（溝の解放加圧面と接触する突起の側）と、を含む。代替例として、溝は、ドローバーアパーチャ内と、アクチュエータ上の対応する突起と、に配置できる。
【００４１】
図４から図１０に係る実施形態では、加圧面３６及び３７のそれぞれ、及び、受圧面３８及び３９のそれぞれは、図９から図１０に最良に見られるように、ハウジングの長手方向軸と、ハウジング孔のそれぞれの長手方向軸と、を含む平面において、クランピングデバイスを通る縦方向の断面図にて見た際に、ハウジングの長手方向軸に関して一定の傾斜角度を有する連続する表面を含む。しかし、代替的な実施形態では、加圧面と、対応する受圧面と、は、ハウジングの長手方向軸に関して異なる角度を有する少なくとも２つの表面セクションを含んでよい。例えば、クランピング機構が、クランピングデバイスのボア内に配置される場合、アクチュエータ上の加圧面は、ハウジングの長手方向軸の近くに位置する近位表面セクションと、ハウジングの長手方向軸から遠くに位置する遠位表面セクションと、に分割されてよい。ドローバーアパーチャ内の対応する受圧面は、同様に、近位表面セクションと、遠位表面セクションと、に分割されてよい。アクチュエータが内向きに動く間、加圧面の近位表面セクションがまず、受圧面の遠位表面セクションと接触することとなる。アクチュエータが、ハウジングの長手方向軸に向かってさらに動くと、加圧面の遠位表面セクションが、受圧面の近位表面セクションに到達し、接触する。加圧面の近位表面セクションは、好ましくは、ハウジングの長手方向軸に対して、受圧面の遠位表面セクションと同じ角度を有し、加圧面の遠位表面セクションは、好ましくは、受圧面の近位表面セクションと同じ角度を有する。係止圧力を加える／解放する表面については、前者の角度は、好ましくは、後者の角度より小さく、加圧面の近位表面セクションが、受圧面の遠位表面セクションに接触する際の、アクチュエータボルトの特定の回転に対応する、ドローバーの軸方向の移動が、アクチュエータの初期の内向きの移動の間には大きく、加圧面の遠位表面セクションが、受圧面の近位表面セクションに接触する際の、アクチュエータの続いての移動が小さくなり、これは、ツールホルダシャンクをクランピングするために必要な力が最大の場合の、クランピングの段階に対応する。例えば、加圧面の近位表面セクションと、ハウジングの長手方向軸と、の間に形成される鋭角は、１５°と４５°との間などの、４５°未満であってよく、加圧面の遠位表面セクションと、ハウジングの長手方向軸と、の間に形成される鋭角は、４５°と７５°との間などの、４５°を超えてよい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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