(57)【要約】【課題】ワークピースキャリアは、チャック部材に対して正確な位置決めをするための２つの基準系を備える。ワークピースキャリアは中央開口を備え、この開口の２つの対向する端はそれぞれ、基準系に包囲される。中央開口の内部には、ワークピースを固定及び／又は位置決めする手段が設けられる。【解決手段】２つの基準系は互いに独立であり、ワークピースキャリアを２つの異なる位置でチャック部材に取り付け可能にする。それぞれの基準系に、中央開口を包囲し、実質的にワークピースの中央長手軸線の方向に延びる凸部を割りつける。この凸部は、クランプ面として機能し、チャック部材に設けられたクランプ要素と係合するよう構成されたショルダ部を備える。好ましくは、ワークピースキャリアの位置をチャック部材に対して決める芯出し要素もこの凸部上に配置する。【選択図】図１
2008149454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャック部材に取り外し可能に取り付けられるよう構成されており、中央長手軸線を有するワークピースキャリアにおいて、
中央長手軸線の方向に延び、ワークピースを受けるよう構成された中央開口と、
第１の芯出し要素を備えており、チャック部材に対してワークピースキャリアを第１の正確に定義された位置に整列するよう構成されている第１の基準系と、
第２の芯出し要素を備えており、チャック部材に対してワークピースキャリアを第２の正確に定義された位置に整列するよう構成されている第２の基準系と、
第１基準系に割りつけられ、ワークピースキャリアを前記第１の位置で取り外し可能にチャック部材に取り付ける第１の連結手段であって、前記第１連結手段はワークピースキャリアの中央開口を包囲し、ワークピースキャリアの実質的に中央長手軸線の方向に延びる第１連結手段と、
第１連結手段とは独立しており、第２基準系に割りつけられ、ワークピースキャリアを前記第２の位置で取り外し可能にチャック部材に取り付ける第２の連結手段であって、前記第２連結手段はワークピースキャリアの中央開口を包囲し、ワークピースキャリアの実質的に中央長手軸線の方向に延びる第２連結手段とを備えることを特徴とするワークピースキャリア。
【請求項２】
前記第１及び第２連結手段は、中央開口を包囲する１つ又は複数の凸部を備え、前記凸部のそれぞれが、クランプ面を構成し、チャック部材に設けられたクランプ要素と係合するよう構成されたショルダ部を有する、請求項１に記載のワークピース。
【請求項３】
ワークピースキャリアをチャック部材に対して整列するための前記第１及び第２の芯出し要素は、中央開口の周りに均等に分配される、請求項１又は２に記載のワークピースキャリア。
【請求項４】
ワークピースキャリアをチャック部材に対して整列するための前記第１及び第２芯出し要素は、前記１つ又は複数の凸部上に配置される、請求項２又は３に記載のワークピースキャリア。
【請求項５】
前記第１及び第２連結手段はそれぞれ、中央開口を同心に包囲する環状凸部を備える、請求項１に記載のワークピースキャリア。
【請求項６】
環状凸部の外面に、クランプ面を構成するとともにチャック部材に設けられたクランプ要素と係合するよう構成されたショルダ部が設けられてなる、請求項５に記載のワークピースキャリア。
【請求項７】
前記１つ又は複数の凸部はそれぞれ、チャック部材に対するＺ軸基準として機能する平らな前面を少なくとも部分的に備える、請求項２又は５に記載のワークピースキャリア。
【請求項８】
クランプ面として機能する前記ショルダ部は、後側に特定の平らな前面部を備える、請求項２及び７に記載のワークピースキャリア。
【請求項９】
前記第１及び第２基準系はそれぞれ、芯出し溝又は芯出しピンの形態で少なくとも３個の芯出し要素を備え、これらによってワークピースキャリアをＸ及びＹ方向に整列することができる、請求項１に記載のワークピースキャリア。
【請求項１０】
前記中央開口は、ワークピースを固定及び／又は位置決めする手段を備える、請求項１に記載のワークピースキャリア。
【請求項１１】
前記第１基準系は、第１の平面内でワークピースキャリアの一方の側に配置されており、前記第２基準系は、第２の平面内でワークピースキャリアの他方の側に配置されており、前記第１及び第２平面は互いに平行に延びる、請求項１に記載のワークピースキャリア。
【請求項１２】
前記第１基準系は、第１の平面内でワークピースキャリアの一方の側に配置されており、前記第２基準系は、第２の平面内でワークピースキャリアの他方の側に配置されており、前記第１及び第２平面は互いの間に角度を有する、請求項１に記載のワークピースキャリア。
【請求項１３】
前記ワークピースキャリアは、軸線方向に対称な形状である、請求項１に記載のワークピースキャリア。
【請求項１４】
第１基準系に割りつけられ、ワークピースキャリアを第１の位置で取り外し可能にチャック部材に取り付ける前記第１連結手段と、第２基準系に割りつけられ、ワークピースキャリアを第２の位置で取り外し可能にチャック部材に取り付ける前記第２連結手段とはそれぞれ、中央開口を同心に包囲する環状凸部を備え、前記凸部は、ワークピースキャリアをチャック部材に対してＸ及びＹ方向に整列するよう構成された第１の芯出し要素と、ワークピースキャリアをＺ方向に指示する当接面と、チャック部材内に設けられた要素をクランプするクランプ面として機能するショルダ部とを含む、請求項１に記載のワークピースキャリア。
【請求項１５】
チャック部材と、このチャック部材に取り外し可能に取り付けられるよう構成されたワークピースキャリアを有し、前記チャック部材は、チャック部材に取り付けられたワークピースキャリアの位置を画定するための基準系と、チャック部材に取り付けられたワークピースキャリアをクランプ保持するためのクランプ要素とを有し、前記ワークピースキャリアは、中央長手軸線を備えるクランプ装置において、
中央長手軸線の方向に延び、ワークピースを受けるよう構成されている中央開口と、
第１の芯出し要素を備えるとともに、チャック部材の基準系と協働してワークピースキャリアをチャック部材に対して第１の正確に画定された位置に整列させる第１の基準系と、
第２の芯出し要素を備えるとともに、チャック部材の基準系と協働してワークピースキャリアをチャック部材に対して第２の正確に画定された位置に整列させる第２の基準系と、
第１基準系に割りつけられワークピースキャリアを前記第１位置でチャック部材に取り外し可能に取り付ける第１の連結手段であって、ワークピースキャリア内の中央開口を包囲し、実質的にワークピースキャリアの中央長手軸線の方向に延び、チャック部材のクランプ要素により係合されるよう構成されたクランプ面を有する第１連結手段と、
第１連結手段から独立しており、第２基準系に割りつけられワークピースキャリアを前記第２位置でチャック部材に取り外し可能に取り付ける第２の連結手段であって、ワークピースキャリア内の中央開口を包囲し、実質的にワークピースキャリアの中央長手軸線の方向に延び、チャック部材のクランプ要素により係合されるよう構成されたクランプ面を有する第２連結手段を備えることを特徴とするクランプ装置。
【請求項１６】
前記第１及び第２連結手段は、中央開口を包囲する１つ又は複数の凸部を備え、前記凸部のそれぞれが、クランプ面を構成するショルダ部を有する、請求項１５に記載のクランプ装置。
【請求項１７】
環状凸部の外面に、クランプ面を構成するショルダ部を設けてなる、請求項１５又は１６に記載のクランプ装置。
【請求項１８】
前記第１及び第２芯出し要素は、中央開口を同心に包囲する環に沿って配置され、チャック部材の基準系に、ワークピースキャリアの第１及び第２芯出し要素と係合するよう構成された、対応する芯出し要素を設けてなる、請求項１５に記載のクランプ装置。
【請求項１９】
前記１つ又は複数の凸部の前記前面は、芯出しピンの形態で少なくとも３個の芯出し要素を備える、請求項１５又は１６に記載のクランプ装置。
【請求項２０】
前記１つ又は複数の凸部の前記前面は、芯出し溝の形態で少なくとも３個の芯出し要素を備える、請求項１５又は１６に記載のクランプ装置。
【請求項２１】
前記１つ又は複数の凸部の前記前面は、ワークピースキャリアをチャック部材にクランプした際に、ワークピースキャリアをＺ方向に支持するＺ軸当接面として構成される、請求項１５又は１６に記載のクランプ装置。
【請求項２２】
チャック部材は、ワークピースキャリアに取り付けられたワークピースの一部を受けるよう構成された中央開口を備える、請求項１５に記載のクランプ装置。
【請求項２３】
ワークピースキャリアの中央開口及びチャック部材の中央開口は、ワークピースキャリアをチャック部材にクランプした後は、互いに同心である、請求項１５及び２２に記載のクランプ装置。
【請求項２４】
前記第１基準系は、第１の平面内でワークピースキャリアの一方の側に配置されており、前記第２基準系は、第２の平面内でワークピースキャリアの他方の側に配置されており、前記第１及び第２平面は互いに平行に延びる、請求項１５に記載のワークピースキャリア。
【請求項２５】
前記第１基準系は、第１の平面内でワークピースキャリアの一方の側に配置されており、前記第２基準系は、第２の平面内でワークピースキャリアの他方の側に配置されており、前記第１及び第２平面は互いの間に角度を有する、請求項１５に記載のワークピースキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークピースを受け入れる中央開口と、それぞれが位置決め要素を含む２つの基準系を有するワークピースキャリアに関し、これによって、ワークピースキャリアをチャック部材に対して２つの異なる明確な位置に取り外し可能に取り付ける。また、この発明は、チャック部材と、これに対して２つの異なる位置で取り付け可能なワークピースキャリアにも関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークピースキャリアを用いて、ワークピースを工作機械のチャック部材に高精度で取り付けるクランプ装置は、当業において公知である。したがって、ワークピースキャリアは、チャック部材に高い絶対精度で取り付けられるだけでなく、特に高い反復精度で取り付けられる。ワークピースキャリアを所定の位置で正確にチャック部材に取り付けることができるようにするために、ワークピースキャリアは通常、チャック部材に設けられた基準系と適合する基準系を備える。すなわち、チャック部材の基準系に対応して作られている。ワークピースキャリアがチャック部材に取り付けられると、ワークピースキャリアは、少なくともＸ方向及びＹ方向において、正確で、明確で、かつ既知の位置を取る。好ましくは、ワークピースキャリアは、それがチャック部材に取り付けられた後は、Ｚ方向及びＺ軸周りの角度方向においても整列されるべきである。
【０００３】
特許文献１には、チャック部材とツールホルダを備える、加工機械のツール用クランプ装置が開示されている。このチャック部材は、底面から突出するとともに、ツールホルダをＸ方向及びＹ方向に整列するための接触面を有する２対の芯出しリブを備える。さらに、チャック部材の表面から突出して４本のピンが設けられおり、ツールホルダをＺ方向に整列させる。ツールホルダには平坦な面が設けられており、この面は前記のピンの前面と当接する。さらに、ツールホルダは、前記の芯出しリブに整列した２対の溝を備えており、この溝は、整列リブの当接面に係合される弾性縁部を有する。最後に、ツールホルダには、引き下げボルトを受ける中央開口が設けられており、これによってツールホルダを位置的に正確に芯出しするのに必要な引き下げ力をツールホルダに伝えることができる。したがって、チャック部材は、前記の引き下げボルトと共働する、中央に配置されたボールクランプを備える。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０２５５０４２号明細書
【０００４】
このような公知の装置の欠点は、とりわけ、ワークピースキャリアに固定されたワークピースを片側しか加工できないという点である。仮に、例えばワークピースの両側を加工する必要があると、一旦ワークピースをワークピースキャリアから外し、他方の側を加工できるような異なる向きでワークピースキャリアに再び固定する必要がある。このような手順は、一方では時間を浪費するし、他方ではワークピースの正しい位置に関する限り精度の低下を招く。
【０００５】
特許文献２は、第１の位置から第２の位置に回転可能な加工ツールの支軸に取り付けられるべきチャック部材を開示している。チャック部材は、クランプジョーの設けられたクランプフレームを備える。クランプフレームは、２本のボルトを用いて１８０°回転可能に取り付けられており、クランプフレームにクランプされたワークピースは１８０°回転することができる。クランプフレームを支軸ヘッドに対して位置決めするために、支軸ヘッドには、クランプフレームの両側に設けられた環状溝と係合する環状リブが設けられている。クランプフレームを支軸ヘッドに固定するために、クランプフレームにはねじボルトと係合する保持要素が設けられている。ねじボルトは、回転することで軸方向に移動するスリーブ部材により、回転位置と動作位置の間で移動可能なキャリア部材に接続される。また、保持要素はそれぞれ、支軸ヘッドに設けられた接合凹部に対応した形状とされた突出部を備え、動作位置なった後はクランプフレームが確実に回転しないようにしている。
【特許文献２】独国特許第８６１，９４８号明細書
【０００６】
割り当てられた環状溝に係合する環状リブが支軸ヘッドに対してある種のクランプフレーム位置を取ることができる場合でも、Ｘ方向及びＹ方向の双方、さらにはＺ方向において、クランプフレームを支軸ヘッドに関して厳密かつ正確に整列できるような手段は設けられていない。独立した芯出し要素、特に凹部に係合する突出部及び環状溝の一つと係合する環状リブを設けることで、システムは過剰に規定される。さらに、チャック部材は支軸から取り外しできず、必要に応じて他の加工ツールの支軸に取り付けることもできない。クランプフレームは２本のねじボルトのみで保持されているので、高い力を、特にクランプフレーム内に受け入れられたワークピースを加工する間に、伝達することができない。さらなる欠点を、クランプフレームに受け入れられるワークピースの大きさが限定されるという点に見ることができるであろう。これが大きすぎると、特には長すぎると、ワークピースを取り外さなければ、もはやクランプフレームを１８０°回転することができない。
【０００７】
特許文献３には、２つの平坦部を有するキャリアプレートが開示されている。後部は互いに対向して位置する２つのホルダを備え、これによりキャリアプレートを２つの異なる位置でチャック部材にクランプすることができる。ホルダは、前記の特許文献１に従って設計されており、中央に位置するクランプボルトによりチャック部材に取り付けられる。
【特許文献３】欧州特許出願公開第０９００６１８号明細書
【０００８】
特許文献４には、開口した前端部と後端部を有する管状ホルダを備えた、ドリル用のリバーシブルビットアタッチメントが開示されている。ドリルチャック係合手段がホルダの後端部に設けられている。二重ビット部材が、随意にホルダの開口端に係合可能な第１及び第２の端部を有する二重ソケットを備える。ソケットの両端に介在する環状の停止ショルダがホルダの前端に係合可能である。取り外し可能な戻り止め手段が設けられており、この手段は、ホルダの対向する両側面及び二重ソケットの対向する両側面上に共働部品を有する。スリーブがホルダを摺動可能に包囲しており、取り外し手段の部品に操作可能に係合している。
【特許文献４】米国特許第３，０２３，０１５号明細書
【０００９】
最後に、特許文献５には、両端にドリルビットを受け入れるための受け入れ孔を構成した中央貫通孔を有する、ドリルツール用ホルダが開示されている。このホルダには、２つの受け入れ孔と交差し、ドリルビッドの回転を防ぐための停止部材を構成又は受容する、半径方向止まり穴が設けられている。
【特許文献５】欧州特許出願公開第０９７０７６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明の目的は、種々のチャック部材に迅速、単純かつ異なる位置で取り付けることのでき、したがって具体的な位置を正確に定義しかつ熟知することのできる、上述した種類の中央開口を有するワークピースキャリアを提供することにある。さらに、かかるワークピースホルダは単純かつ厳格な設計であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的及び他の目的を達成するため、この発明は、チャック部材に取り外し可能に取り付けられるよう構成されたワークピースキャリアを提供する。このワークピースキャリアは、中央長手軸線の方向に延び、ワークピースを受けるよう構成された中央開口を備える。第１の基準系は、第１の芯出し要素を備えており、チャック部材に対してワークピースキャリアを第１の正確に定義された位置に整列するよう構成されている。第２の基準系は、第２の芯出し要素を備えており、チャック部材に対してワークピースキャリアを第２の正確に定義された位置に整列するよう構成されている。
【００１２】
第１の連結手段を第１基準系に割りつけて、ワークピースキャリアを前記第１の位置で取り外し可能にチャック部材に取り付ける。第１連結手段はワークピースキャリアの中央開口を包囲し、ワークピースキャリアの実質的に中央長手軸線の方向に延びる。第１連結手段とは独立した第２の連結手段を第２基準系に割りつけて、ワークピースキャリアを前記第２の位置で取り外し可能にチャック部材に取り付ける。第２連結手段はワークピースキャリアの中央開口を包囲し、ワークピースキャリアの実質的に中央長手軸線の方向に延びる。
【００１３】
ワークピースキャリアには互いに独立した２つの基準系が設けられており、ワークピースキャリアの中央長手軸線の方向に延びこの中央開口を包囲し、ワークピースキャリアをチャック部材に固定する手段が、それぞれの基準系に割りつけられていることにより、中央に配置されたクランプボルト部材を用いることなく、迅速、単純、安全に、正確で熟知された位置にて、ワークピースキャリアをチャック部材に取り付けることができるという基本的な必要条件を作り出す。
【００１４】
第２の態様によれば、この発明は、チャック部材と、このチャック部材に取り外し可能に取り付けられるよう構成されたワークピースキャリアを有するクランプ装置を提供する。チャック部材には、チャック部材に取り付けられたワークピースキャリアの位置を画定するための基準系と、チャック部材に取り付けられたワークピースキャリアをクランプ保持するためのクランプ要素とを設ける。ワークピースキャリアは、その中央長手軸線の方向に延びる中央開口を備え、ワークピースを受けるよう構成されている。ワークピースキャリアは、第１の芯出し要素を備えるとともに、チャック部材の基準系と協働してワークピースキャリアをチャック部材に対して第１の正確に画定された位置に整列させる第１の基準系を備える。
【００１５】
さらに、ワークピースキャリアは、第２の芯出し要素を備えるとともに、チャック部材の基準系と協働してワークピースキャリアをチャック部材に対して第２の正確に画定された位置に整列させる第２の基準系を備える。
【００１６】
第１基準系に割りつけられた第１の連結手段は、ワークピースキャリアを前記第１位置でチャック部材に取り外し可能に取り付けるために設けられる。第１連結手段は、ワークピースキャリア内の中央開口を包囲し、実質的にワークピースキャリアの長手軸線の方向に延び、チャック部材のクランプ要素により係合されるよう構成されたクランプ面を有する。第１連結手段から独立しており第２基準系に割りつけられた第２の連結手段は、ワークピースキャリアを前記第２位置でチャック部材に取り外し可能に取り付けるために設けられる。第２連結手段は、ワークピースキャリア内の中央開口を包囲し、実質的にワークピースキャリアの長手軸線の方向に延び、チャック部材のクランプ要素により係合されるよう構成されたクランプ面を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照しつつ、この発明に従う装置の実施形態をさらに説明する。
【００１８】
図１は、ワークピースキャリア１を、ワークピース４をクランプした状態で示す、一方の側からの斜視図である。ワークピースキャリアは、中央開口３を備える円盤状のベース本体部材２を備える。開口３の直径は一定ではなく、第１の小さな直径の部分と、第２の大きな直径の部分とを有する。ワークピースキャリア１には、２つの基準系５、１１が設けられており、これらは、ワークピースキャリア１の２つの側面上に、互いに対向して配置される。図１において、第１基準系５は完全に見えているが、第２基準系１１は一部のみが見えている。第１基準系は、本質的に環状であり、ワークピースキャリア１の中央長手軸線Ｌに平行かつ同軸に延びる凸部６を備える。同時に、ワークピースキャリア１の中央長手軸線Ｌはワークピースキャリア１のＺ軸を構成する。凸部６の前面７には、複数の芯出し要素が設けられている。この例では、芯出し要素は、４個の芯出し溝８で構成されており、これら芯出し溝８は、中央開口３の周りに均等に分配され、凸部６の前面７に設けられている。これら芯出し溝８は、ワークピースキャリア１を、チャック部材（図１には示していない）に対してＸ及びＹ方向に位置決めするとともに、Ｚ軸周りの角度方向に関して位置決めする役目を果たす。同時に、環状凸部６の平坦な前面部７は、ワークピースキャリア１を（図示していない）チャック部材にクランプするに際して、Ｚ方向の停止面として機能する。図１から分かるように、中央開口３の一方の端部領域は、第１基準系５により半径方向に包囲されている。凸部６の後側は前面７に対向しており、凸部６の周に沿って延び、クランプ面として機能する環状のショルダ部９を備える。このショルダ部は、図４を参照して以下に説明するように、チャック部材のクランプボールと係合可能である。
【００１９】
前記の環状凸部６は、中央開口３を同軸に包囲しており、ワークピースキャリア１をチャック部材に対してＸ及びＹ方向に正確に位置決めするよう構成された芯出し要素のみならず、ワークピースキャリア１をＺ方向に位置決めするための停止面７と、チャック部材に組み入れられたクランプ要素に係合するクランプ面として機能するショルダ部９を備える。したがって、凸部６は異なる機能を発揮する複数の要素を組み合わせてなり、溝８及びＺ軸停止面として機能する停止面７の形態の芯出し要素は、第１基準系５を構成する。したがって、クランプ面を構成するショルダ部９は、第１基準系５と直接関連付けられる。かかるワークピースキャリア１は特に単純な構成である。
【００２０】
この例において、ワークピースキャリア１を軸線方向に対称な本体部材により構成する。したがって、旋盤に用いることも特に好適である。
【００２１】
芯出し要素として機能する他の要素を設けることもできることに留意されたい。例えば、芯出し溝に代えて、芯出しピンを用いることができる。
【００２２】
図２は、図１に示す視点と比べて他の側からのワークピースキャリア１の斜視図であり、その中にクランプされたワークピースと共に示す。図２に、第２基準系１１をより詳細に示す。ここでも、第２基準系は、本質的に環状であり、ワークピースキャリア１の中央長手軸線Ｌに平行かつ同軸に延びる凸部１２を備える。凸部１２の前面１３には複数の芯出し要素が設けられている。この例では、芯出し要素は、４個の芯出し溝１４で構成されており、これら芯出し溝１４は、中央開口３の周りに均等に分配され、凸部１２の前面１３に設けられている。上述した第１基準系５と同様に、第２基準系１１の芯出し溝１４もまた、ワークピースキャリア１を、チャック部材（図１には示していない）に対してＸ及びＹ方向に位置決めするとともに、Ｚ軸周りの角度方向に関して位置決めする役目を果たす。同時に、環状凸部１２の平坦な前面部１３は、ワークピースキャリア１を（図示していない）チャック部材にクランプするに際して、Ｚ方向の停止面として機能する。図２から分かるように、中央開口３の、図１に示したものとは他方の端部領域は、第２基準系１１により半径方向に包囲されている。凸部１２の後側は前面１３に対向しており、凸部１２の周に沿って延び、クランプ面として機能する環状のショルダ部１５を備える。このショルダ部は、図４を参照して以下に説明するように、チャック部材のクランプボールと係合可能である。
【００２３】
図３は、ワークピースキャリア１の長手方向断面図であり、ワークピース４をクランプした状態で示す。ワークピースキャリア１及びベース本体部材２の内側には、ワークピース４をクランプし位置決めする手段が設けられている。この例では、これらの手段は、溝付きクランプリング部材１７、スラスト板部材１８及び複数のクランプねじ１９を備える。図３には１個のクランプねじ１９のみが示されていることに留意されたい。クランプリング部材１７の動作原理は、コレットの一つと同様である。クランプねじ１９を締め付ける際には、スラスト板部材１８を用いて、クランプリング部材を左に、すなわち第１基準系に向かう方向に動かす。クランプリング部材１７は、第１基準系５に向かって円錐状に直径を減ずるスラスト面２１により半径方向に包囲されているので、クランプリング部材１７は、スラスト板部材１８により半径方向内側に押圧されている。このため、ワークピース４は、周面に沿ってクランプされ、同時に位置決めされる。Ｚ方向の位置決めに関する限り、ワークピース４の環状前面２２はベース本体部材２の凸部２３に当接する。クランプねじ１９を締め付ける際に、ワークピース４を、クランプリング部材１７の影響下で、この凸部２３に対して押しつける。したがって、ワークピース４とその環状前面２３とがそれぞれベース本体部材２の凸部２３に積極的に当接しており、それによってＺ方向に位置決めされる。図３から明らかなように、環状凸部６の後端部に位置するショルダ部９は、チャック部材に設けられたクランプボールのためのクランプ面を構成する。
【００２４】
回転式チャックアセンブリとは対照的に、この発明に従うワークピースキャリア１は、割り当てられたチャック部材に、完全に取り外しに取り付けられる。すなわち、必要があればいつでもこれをチャック部材から取り外し、適当であるならば、この部材を他の適合するチャック部材に取り付けることができる。このことは、ワークピースを種々の加工ツールを用いて加工する必要のある場合に、特に重要な特徴となる。このような場合、この発明に従う設計を用いると、ワークピース４をワークピースキャリア１から取り外し、他のワークピースキャリアに再度挿入する必要がなく、したがって加工ツール軸に対するワークピースの不正確な位置決めを回避できる。
【００２５】
この例では、２つの基準系５及び１１は、互いに平行に延びる２つの平面Ｅ１及びＥ２内に配置される。しかし、適当であるならば、基準系５及び１１の平面が傾きをなしていてもよい。
【００２６】
クランプピンリング部材１７尾及びスラスト板部材１８を備える前記のクランプアセンブリに代えて、当業で公知の種類の適当なコレット部材を設けてもよく、又は、他の異なるクランプアセンブリ、例えばねじを用いてワークピース４をワークピースキャリア１に単純にクランプすることさえも可能である。
【００２７】
図４は、チャック部材２５及びワークピースキャリア１の長手方向断面図である。このワークピースキャリア１は、チャック部材２５に取り付けられ、ワークピースキャリア１に設けられた第１基準系５を用いてチャック部材２５に対して正確に位置決めされる。このため、チャック部材２５にも基準系２６が設けられる。この基準系２６は、ワークピースキャリア１の第１基準系５及び第２基準系１１の双方と協働するよう構成される。
【００２８】
チャック部材２５の基準系２６は、４個の芯出しピン部材２７と、複数の当接面部２８を備えており、この当接面部２８は、Ｚ基準として機能し、ワークピースキャリア１の環状凸部６の前面部７と係合して、チャック部材２５に対するワークピースキャリア１のＺ軸位置を正確に決めるよう構成されている。特に、合計で４個の湾曲した当接面２８を設け、これらのそれぞれが２つの隣接した芯出しピン２７の間に延びる。しかし、図４の断面図において、１つの当接面２８と２つの芯出しピン２７のみが見えている。さらに、チャック部材２５には、中央開口２９とボールクランプ機構３０とが設けられており、ボールクランプ機構３０は、少なくとも１つの動作ピストン３１と複数のクランプボール３２を備える。この例では、動作ピストン３１は環状に構成されており、油圧又は空気圧で駆動するよう構成される。芯出しピン２７は、その数及び位置に関する限り、ワークピースキャリア１の芯出し溝（図１）に対応している。
【００２９】
ワークピースキャリア１をチャック部材２５にクランプする際に、クランプボール３２を、動作ピストン３１の影響下で、半径方向内側に押しつける。その結果、クランプボール３２はワークピースキャリア１のショルダ９（図３）に当接し、これをチャック部材２５に対してＺ方向に引く。クランプボール機構３０の動作のより詳細な説明は、米国特許第６，３６７，８１４号明細書及び米国特許第６，３７８，８７７号明細書を参照されたい。ワークピースキャリア１がチャック部材２５に緩く取り付けられている場合には、チャック部材２５の芯出しピン２７はワークピースキャリア１の芯出し溝を貫く。したがって、ワークピースキャリア１はチャック部材に対してＸ及びＹ方向に位置決めされ、Ｚ軸周りの角位置に関して位置決めされる。
【００３０】
ワークピースキャリア１をチャック部材２５に取り付けた後、チャック部材２５のＺ軸基準面２８とワークピースキャリア１のＺ軸基準面７の間には小さな空隙が存在する。この空隙は、数百ミリメートルの領域の大きさである。最終クランプ段階の間、この隙間は、チャック部材２５の芯出しピン２７をワークピースキャリア１の芯出し溝８内にさらに押し込むことにより０（零）にまで減少する。したがって、芯出しピンを芯出し溝内に押し入れ、ピン及び／又は溝壁の材料の本来の弾性を利用する。その結果、例えば米国特許第４，８５５，５５８号明細書に開示されているような弾力性のある芯出し要素の提供を回避することができる。最終的にクランプされると、ワークピースキャリア１は、チャック部材に対してＸ及びＹ方向並びにＺ軸周りの回転角度のみならず、Ｚ軸位置に関しても整列される。これにより、チャック部材２５の中央開口２９は、ワークピースキャリア１の中央開口３と同心である。チャック部材２５に中央開口２９が設けられていることにより、ワークピースキャリア１に取り付けられたワークピース４がその開口２９に延びることができる。
【００３１】
上述したようにしてチャック部材内にワークピースをクランプし、ワークピースの片側を加工することができる。例えば、ワークピース４の前面４ａを平らに研磨することができる。
【００３２】
図５は、チャック部材２５と、ワークピースキャリア１の他の長手方向断面図であり、ワークピースキャリア１はチャック部材２５に取り付けられると共に、ワークピースキャリア１に設けられた第２基準系１１を用いてチャック部材２５に対して正確に位置決めされる。したがって、ワークピースキャリア１は、図３に示す状態と比較して１８０°回転している。ワークピースキャリア１のチャック部材２５へのクランプ及びそれに対する位置決めは、チャック部材の芯出しピン２７が、前記の第２基準系１１に割り付けられた芯出し溝１４と、チャック部材２５のＺ軸基準面２８に当接する第２基準系１１に割り付けられた前面部１３とに係合する点を除いて、上述したのと全く同じようにして達成される。この第２のやり方でワークピース４をクランプして、ワークピース４の他方の側を加工することができる。例えば、ワークピース４の前面を平らに研磨する。その結果、前面４ａ及び４ｂの双方が互いに正確に平行に延びる。
【００３３】
チャック部材２５のクランプボール３２が、第１基準系５に割り付けられその一部となっている環状凸部６又は第２基準系１１に割り付けられその一部となっている環状凸部１２に直接係合していることから、ワークピースキャリア１に設けられた別個のクランプ要素、例えばクランプボルト等を避けることができる。したがって、ワークピースキャリアの、特に費用効率の高い製造が可能である。環状凸部６、１２はそれぞれ、中央開口３を包囲し、一体の周縁ショルダ９、１５を備えるので、チャック部材２５のクランプ要素３２は、比較的大きなクランプ面と係合し、ワークピースキャリア１を安全に、かつそれが適当である場合には高いクランプ力でチャック部材２５に取り付けることができる。中央開口によって、従来のワークピースキャリアに用いられているような中央クランプボルト又は引き込みボルトは、必要がなく、可能性がない。さらに、この発明に従うワークピースキャリアの構成は、割り付けられたクランプチャック部材に対してワークピースキャリアの高度に正確な位置決めを保証する。
【００３４】
この発明の範囲内で、単一の環状凸部を設ける代わりに、複数の凸部、例えば３又は４個の凸部であって、それぞれが本質的に環形の一部の形状を有する凸部をワークピースキャリアに設けることも可能であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一方の側から見た、ワークピースキャリアの斜視図である。
【図２】他方の側から見た、ワークピースキャリアの斜視図である。
【図３】ワークピースキャリアの長手方向断面を、ワークピースをクランプした状態で示す図である。
【図４】チャック部材と、第１位置でこれに取り付けられたワークピースキャリアとの長手方向断面図である。
【図５】チャック部材と、第２位置でこれに取り付けられたワークピースキャリアとの長手方向断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ワークピースキャリア
２  ベース本体部材
３  中央開口
４  ワークピース
５、１１  基準系
６、１２  凸部
７、１３  凸部の前面
８  芯出し溝
９  ショルダ部
【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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【外国語明細書】
2008149454000001.pdf