(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の作動領域内の十分規定された位置にワークピースをクランプするため、前記工作機械の作動領域内に固定し得るチャック手段と、このチャック手段に固定してこのチャック手段にクランプされるワークピースキャリヤ手段と、前記ワークピースキャリヤ手段を前記チャック手段にクランプしまた釈放状態とクランプ状態との間で切替え可能なクランプ手段とを具えるワークピースクランプ装置であって、前記チャック手段に第１位置決め手段を設け、前記ワークピースキャリヤ手段に第２位置決め手段を設け、前記第１位置決め手段及び第２位置決め手段が互いに連係動作して互いに直交する３個の座標軸線並びに角度的向きに沿う前記チャック手段に対する前記ワークピースキャリヤ手段の位置を規定するようにし、また一度前記クランプ状態に切り替えて前記規定された位置を維持した後には前記クランプ手段は前記ワークピースキャリヤ手段を前記チャック手段に固定するようにしたワークピースクランプ装置において、前記第１位置決め手段を錐体状の心決めピン手段（２２）により構成し、第２位置決め手段を２個の肩部手段を有する２段の段差付き溝手段の形状の窪み手段（３０）により構成し、前記肩部手段の前記溝手段の内部に向かって突出する第２段目の肩部（３１ａ，３１ｂ）の端縁（３２ａ，３２ｂ）の端縁間距離は、前記ワークピースキャリヤ手段を前記チャック手段にクランプした後前記端縁に接触する位置間で測った前記錐体状の心決めピン手段（２２）の幅よりも若干小さい距離とし、前記チャック手段（１）の前記第１位置決め手段には平面部分（２３）を設け、また前記ワークピースキャリヤ手段（２５）の前記第２位置決め手段における肩部手段における第１段目の肩部（２９）は平滑な平面とし、これら平面部分（２３）および肩部（２９）の平面がＺ基準面として機能するようにし、前記ワークピースキャリヤ手段（２５）を前記チャック手段（１）にゆるく嵌合させたとき、前記Ｚ基準面として機能する平面部分（２３）と前記第１段目の肩部（２９）の平面との間にＺ軸方向の隙間を生じ、前記チャック手段（１）の前記クランプ手段によるクランプ力の作用の下に前記チャック手段（１）に対して前記ワークピースキャリヤ手段（２５）をクランプするとき、前記窪み手段（３０）の端縁（３２ａ，３２ｂ）の領域で前記第２段目の肩部（３１ａ，３１ｂ）が弾性的に変形して前記端縁（３２ａ，３２ｂ）間距離が拡開することによって、Ｚ軸方向の隙間が縮まり、平面部分（２３）と前記第１段目の肩部（２９）の平面が互いに衝合してＺ軸方向の位置決めを生ずるよう構成したことを特徴とするワークピースクランプ装置。
【請求項２】
前記心決めピン手段を前記チャック手段の頂面の端縁に沿って均等に分布させ、前記心決めピン手段の少なくとも周方向に対向する側面を装置のＺ軸に関して傾斜させた請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記心決めピン手段の前記側面の傾斜角度を３°〜９°の範囲の角度とした請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記第１位置決め手段には、更に、前記チャック手段の頂面に端縁から配置した隆起した平面部分手段を設けた請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記チャック手段をほぼ円筒形の形状にし、前記ワークピースキャリヤ手段をほぼ中空円筒形の形状でありかつほぼ環状のプレート部材によって一方の端部をカバーする形状にし、装置をクランプ状態にしたとき前記チャック手段が前記ワークピースキャリヤ手段によって包囲されるようにした請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記窪み手段を機械加工により前記ワークピースキャリヤ手段の上側部分に肩部手段を形成したものとし、前記肩部手段を前記中空円筒形のワークピースキャリヤ手段の内部に向けて突出させ、前記窪み手段を前記チャック手段に設けた前記心決めピン手段の位置に対応する位置に設けた請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記第２位置決め手段には、更に、前記ワークピースキャリヤ手段に設けた前記肩部手段の平坦に機械加工して平面部分手段を設け、前記平面部分手段を前記チャック手段の頂面に設けた隆起した平面部分手段に休止し得るようにした請求項１又は４又は６のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記チャック手段及び前記ワークピースキャリヤ手段に、細長いワークピースを収容する中心開孔手段を設けた請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記クランプ装置手段を、前記チャック手段の周縁に均等に分布させた複数個のクランプボール手段を有する周方向に作用するクランプ装置手段により構成し、前記ワークピースキャリヤ手段に、このワークピースキャリヤ手段の円筒形の内面に配置した円形溝手段を設け、前記クランプボール手段を前記円形の溝手段と連係動作するようにした請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記チャック手段に円形チャンバ手段を設け、前記クランプ手段をばね手段によってバイアスを受けて前記円形チャンバ内で軸線方向に移動自在に取り付けたる円形ピストン手段により構成し、前記クランプボール手段を前記円形ピストン手段に休止するようにし、これにより、前記円形ピストン手段が軸線方向に移動したとき、円形ピストン手段がクランプボール手段を前記ワークピースキャリヤ手段に設けた前記円形溝手段に押し込むようにした請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記クランプボール手段を、前記チャック手段の周方向に均等に分布させて設けた半径方向に延在する孔に収容した請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記クランプ装置手段を１２個のクランプボール手段により構成した請求項９乃至１１のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記ワークピースキャリヤ手段に設けた前記円形溝手段は、Ｖ字に類似する断面を有する形状とした請求項９記載の装置。
【請求項１４】
前記ワークピースキャリヤ手段に設けた前記円形溝手段の軸線方向の位置は、前記ワークピースキャリヤ手段を前記チャック手段にゆるく嵌合させたとき前記クランプボール手段が前記ワークピースキャリヤ手段に設けた前記円形溝手段に貫入することができる位置に設け、前記ワークピースキャリヤ手段に設けた前記円形溝手段の対称平面が、前記半径方向に延在する孔に挿入した前記クランプボール手段の中心よりも僅かに上方の位置をとるようにした請求項９乃至１３のうちのいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の作動領域内の十分規定された位置にワークピースをクランプするため、前記工作機械の作動領域内に固定し得るチャック部材と、このチャック部材に固定してこのチャック部材にクランプされるワークピースキャリヤ部材と、前記ワークピースキャリヤ部材を前記チャック部材にクランプするクランプ機構とを具えたワークピースクランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような装置は従来よく知られており、主に加工すべきワークピースを工作機械の作動領域に極めて高い精度でクランプするのに使用する。特に、反復して高い精度が確実に得られることが重要である。換言すれば、加工すべきワークピースを支持するワークピースキャリヤは、順次に異なる機械加工を行い、それぞれ同一のチャック部材を装備した異なる工作機械、若しくは同一のチャック部材を装備した測定試験ステーションにクランプしなければならない状況で、ワークピースキャリヤに収容したワークピースはワークピースキャリヤに適合するチャック部材に頻繁にクランプしなければならず、またＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向並びにＺ軸の周りの回転角度的指向性（向き）に関して精密に規定された位置を常にとる必要がある。
【０００３】
このような装置は、例えば、ヨーロッパ特許第２５５，０４２号に記載されている。このヨーロッパ特許に記載の装置は、チャック部材の表面の上方に突出する２対の位置決め細条部材を有し、これら位置決め細条部材にワークピースキャリヤのＸ軸方向及びＹ軸方向の向きを決定する接触面を設けている。更に、チャック部材の表面の上方に突出する４個のピンを設けている。これらのピンはワークピースキャリヤのＺ軸方向を規定するものである。チャック部材に適合するワークピースキャリヤには、チャック部材に設けた上述のピンに休止する平坦な表面を設ける。更に、ワークピースキャリヤの表面には、上述の位置決め細条部材のそれぞれに対応する位置関係で２対の溝を設ける。これら溝は、チャック部材の上述の細条部材の接触面に休止する可撓性の唇状部を設ける。最後に、ワークピースキャリヤには引張ボルト部材を収容する中心開孔を設け、この引張ボルトによってワークピースキャリヤとチャック部材との間の規定位置に維持するのに必要なクランプ力が伝達されるようにする。従って、チャック部材の中心にはこの引張ボルト部材に連係動作するボールロック機構を設ける。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この既知の装置は、特に機械加工すべきワークピースが大きくかつ重いものである場合には不安定であるという欠点がある。従って、特に切断加工の場合に発生する高い傾動モーメント及びトルク力に対抗することができない。また、安定性を増大するよう装置の寸法を増大することは、利用できる空間に制限があることにより多くの場合好ましくない。
【０００５】
従って、本発明の目的は、工作機械の作動領域内の十分規定した位置にワークピースをクランプする装置であって、チャック部材にクランプすべきワークピースキャリヤ及び従って機械加工すべきワークピースに傾動モーメント及びトルク力に対する対抗力を大幅に増大させ、同時にワークピースキャリヤ及びワークピースがチャック部材に対して移動する危険性を回避し、特に以下に説明する反復するクランプを行う場合でもワークピースキャリヤのチャック部材に対する位置決めをできるだけ高い精度に維持するとともに、所要の小さいサイズに維持することができるワークピースクランプ装置を得るにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明ワークピースクランプ装置は、工作機械の作動領域内の十分規定された位置にワークピースをクランプするため、工作機械の作動領域内に固定し得るチャック部材と、このチャック部材に固定してこのチャック部材にクランプされるワークピースキャリヤと、ワークピースキャリヤをチャック部材にクランプしまた釈放状態とクランプ状態との間で切替え可能なクランプ機構とを具える。
【０００７】
チャック部材には第１位置決め部材を設け、ワークピースキャリヤはに第２位置決め部材を設ける。第１位置決め部材及び第２位置決め部材は互いに連係動作して互いに直交する３個の座標軸線即ち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向並びにＺ軸の周りの回転角度的向き（指向性）に沿うチャック部材に対するワークピースキャリヤの位置を規定する。
【０００８】
一度クランプ状態に切り替えて前記規定された位置を維持した後には、クランプ機構はワークピースキャリヤをチャック部材に固定する。
【０００９】
第１位置決め部材を錐体状の心決めピン手段により構成し、第２位置決め部材を２段の段差付き溝の形状の窪みにより構成する。溝は２個の肩部を有し、これら肩部の端縁は溝の内部に向かって突出する。これら端縁の突出距離は、ワークピースキャリヤをチャック部材にクランプした後、端縁に接触する位置間で測った錐体状の心決めピン手段の幅よりも若干小さい距離とする。
【００１０】
重量のある荷重の下で発生する傾動モーメント及びトルクモーメントによって生ずる不慮の位置変化に対する所要の高い抵抗能力を一層増大するためには、前記心決めピン手段を前記チャック手段の頂面の端縁に沿って均等に分布させ、前記心決めピン手段の少なくとも周方向に対向する側面を装置のＺ軸に関して傾斜させると好適である。更に、前記第１位置決め手段には、更に、前記チャック手段の頂面に端縁から配置した隆起した平面部分手段を設けると好適である。
【００１１】
高いトルク力に耐える抵抗力を更に一層増大するためには、窪みを機械加工によりワークピースキャリヤの上側部分に肩部手段として形成し、肩部を中空円筒形のワークピースキャリヤの内部に向けて突出させ、窪みをチャック手段に設けた心決めピンの位置に対応する位置に設ける。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１３】
図面に実施例として示した工作機械の作動領域内に正確に規定した位置にワークピースをクランプするための装置は、一方では、図１、図２、及び図７〜図９５に示すチャック部材１、他方では図３〜図５に示すワークピースキャリヤ２５を有する。チャック部材は工作機械（図示せず）の作動領域内に固定することができ、ワークピースキャリヤ２５は加工すべきワークピースを収容保持するのに使用する。表現「ワークピース」は一般的な意味で使用されるものであることに留意されたい。特に、ワークピースは、機械加工すべきツール、例えば、放電加工装置のための電極である場合もある。
【００１４】
特に、図７〜図９に示すように、チャック部材１は、ほぼ３個の部分即ち、ベース部分又はベース素子２と、中間部分３と、ヘッド部分４とにより構成する。図示の実施例において、ベース素子２は、中心開孔５を設けた円形ディスク又はプレート部材の形状とする。この開孔の目的は以下に詳細に説明する。中間部分３には中心開孔５と同一直径の中心開孔６を設け、円筒形又はチューブ状素子の形状とする。この中間部分をベース素子２にねじ７によって連結する。最後の状の形状とする。一方では、このヘッド部分をベース素子２にねじ９によって連結し、他方では中間部分３にねじ１０によって連結する。ヘッド部分４には外側の周面に肩部２０を設ける。この肩部２０の頂面にシール部材２１を挿入する。
【００１５】
上述の設計によって、極めて堅牢かつ堅固なチャックハウジングを実現し、しかも例えば、保守上の理由から容易に分解できる。
【００１６】
ヘッド部分４の頂面２４には４個の心決めピン２２を突設し、これら心決めピンはほぼ角柱形状とし、ヘッド部分４の頂面２４の端縁領域に沿って均等に分布させる。２個の互いに対向する心決めピン２２はＸ軸の軸線を規定し、残りの２個の互いに対向する心決めピン２２はＸ軸に直交するＹ軸の軸線を規定する。Ｘ軸及びＹ軸の交点は、Ｘ軸及びＹ軸の双方に直交するＺ軸を規定する（図３〜図５参照）。以下に詳細に説明するように、心決めピン２２の少なくとも２個の周方向に対向する側面はＺ軸に対して幾分傾斜させる。
【００１７】
更に、ヘッド部分４の頂面２４には４個の平坦な平面部分２３を設け、これらの平坦な平面部分２３は図示の実施例では２個の隣接する心決めピン２２間で半径方向に延在する。平面部分２３はヘッド部分４の頂面２４よりも僅かに上方に突出する。これら平面部分２３は以下に説明するようにＺ軸基準面として機能する。
【００１８】
ワークピースキャリヤ２５の構成を図３〜図５に示す。特に図３及び図５に示すように、一体ピースのワークピースキャリヤ２５は、ほぼ円筒形又はチューブ状の形状の周方向部分２６並びに環状の上側部分２７を有する。周方向部分２６の内径はチャック部材１の外径にほぼ対応するが、ワークピースキャリヤ２５がチャック部材１に嵌合することができる妥当なクリアランスを有する。
【００１９】
ワークピースキャリヤ２５の周方向部分２６の内壁に円形の溝２８を設け、この円形の溝２８の２個の側壁を、周方向部分２６の内部空間に向かう方向に見て互いに離れる円錐形をなすように延在させる。換言すれば、円形の溝２８はほぼＶ字状の断面形状を有する。この円形の溝２８の目的及び機能については以下に説明する。
【００２０】
ワークピースキャリヤ２５の上側部分２７には、周方向部分２６の内部空間に向かって突出する環状の肩部２９を設ける。この肩部２９の中間直径は、チャック部材１のヘッド部分４に設けた４個の心決めピン２２が位置する円の直径にほぼ対応する。ワークピースキャリヤ２５の周方向部分２６の内部空間に向かって突出する肩部２９の前面は平滑な平面とし、ワークピースキャリヤ２５のＺ基準面として機能する。この肩部２９はチャック部材１のヘッド部分４の頂面２４に設けた上述の平坦な平面部分２３と掛合して連係動作する。更に、上述の前面には、周方向に均等に分布した４個の窪み３０を設ける。これら窪みの正確な構成は以下に詳細に説明する。とにかく、これら４個の窪み３０はチャック部材１のヘッド部分４の頂面２４に設けた上述の４個の心決めピン２２と掛合して連係動作する。
【００２１】
図示の実施例で互いに連係動作する４個の心決めピン２２及び４個の窪み３０を示したが、３個、６個、８個又はＸ軸方向及びＹ軸方向に関するワークピースキャリヤ２５の位置決め並びに角度的指向性を確実にするため、ヒースギアリング（Hirth gearing)の算術的サブセットであるそれより大きい数の個数にすることもできる。
【００２２】
図６には心決め窪み３０及び心決めピン２２の拡大した線図的部分断面図を示す。この窪み３０は二段の溝として形成し、２個の肩部３１ａ及び３１ｂを有する。上述したように、心決めピン２２の少なくとも周方向に対向する２個の側面がＺ軸に対して僅かに傾斜しているため、心決めピン２２は僅かに錐体形状をなす。実際上、この傾斜角度は約３°〜９°の範囲である。溝３０の内部に向かって突出する肩部３１ａ、３１ｂの端縁３２ａ、３２ｂは、チャック部材１に対するワークピースキャリヤ２５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置並びに角度的指向性の規定を権威付けするものである。従って、これら端縁３２ａ，３２ｂ間の距離は、ワークピースキャリヤ２５をチャック部材１に強固にクランプするとき、ピン２２の２個の互いに対向する側面の接触ポイント又は接触ライン間で測って窪み３０に掛合する錐体状の心決めピン２２の幅よりも若干小さい。
【００２３】
ワークピースキャリヤ２５及びチャック部材１の相対寸法は、以下に説明することが生ずるように選択する。
【００２４】
ワークピースキャリヤ２５をチャック部材１にゆるく嵌合する場合、心決めピン２２が対応の心決め窪み３０に掛合し、心決めピン２２の側面２２ａがそれぞれ肩部３１ａ、３１ｂの端縁３２ａ、３２ｂに線接触する。この状況において、キャリヤ２５のＺ基準面として機能するワークピースキャリヤ２５の肩部２９の平面状の端面は、チャック部材１のヘッド部分４に設けた平坦な平面部分２３には衝合せず、チャック部材１のＺ軸基準面として機能する頂面部分の上方に僅かに離れる。しかし、この状況において、肩部２９の端面と平面部分２３の表面との間のギャップは１ｍｍの１００分の幾つかの幅である。他方、留意すべきことに、チャック部材１に対するワークピースキャリヤ２５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置並びに角度的な指向性せ最終的にセットされている。
【００２５】
ワークピースキャリヤ２５をチャック部材１にゆるく嵌合し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関して並びに角度的指向性に関して最終的に位置決めされるとき、以下に説明するクランプ機構が動作して、ワークピースキャリヤ２５は、実際上、２０００〜３０００ニュートンの範囲の力でチャック部材１に引き付けられる。Ｚ軸方向に作用するこのクランプ力の作用の下に、肩部３１ａ、３１ｂはそれぞれ端縁３２ａ，３２ｂの領域で弾性的に変形し、最終的にワークピースキャリヤ２５の肩部２９の端面がチャック部材１のヘッド部分４の僅かに隆起した平面部分２３に衝合する。この結果、ワークピースキャリヤ２５はチャック部材１に関してＺ軸方向にも正確に位置決めされたことになる。
【００２６】
ワークピースキャリヤ２５をチャック部材１にクランプするに必要なクランプ力は図示の実施例では以下のようにして発生する。
【００２７】
ヘッド部分４の内径は中間部分３の外径よりも大きいため、２個の部分３，４間に円形チャンバ１１が生ずる。円形チャンバ１１は、図面（図３〜図５）には示すが詳細には説明しない適当な封鎖素子によってシールする。この円形チャンバ１１の内部に円形ピストン１２を、チャック部材１の中心軸線Ｚに沿って移動できるよう収納する。円形ピストン１２には周方向に均等に分布させた複数個の盲孔１３を設け、各盲孔には張力ばね又はクランプばね１４を収納する。これらのばね１４はヘッド部分４の底面に休止させ、円形ピストン１２を下方に移動するようバイアスを加える。更に、円形ピストン１２の外周面には溝１５を設ける。この溝１５の下側側壁を外方下向きの傾斜を付ける。この溝１５は、複数個のクランプボール１８を部分的に収容するためのものである。
【００２８】
円形ピストン１２の下方には、ベース素子２に設けた接続孔１７に連通する中空の円形チャンバ１６を生ずる。この接続孔１７によって、円形ピストン１２に作用してこの円形ピストン１２をばね１４の圧力に抗して上方に移動する加圧空気を円形チャンバ１６に充填することができる。
【００２９】
ヘッド部分４には半径方向に延びる複数個の孔１９を設け、これら孔の直径をクランプボール１８の直径にほぼ対応するものとし、これらクランプボール１８を収容するようにする。これら孔１９の高さのレベル及び上述の周方向の溝１５の高さのレベルは、円形チャンバ１６の影響の下にばね１４の力に抗して円形ピストン１２が最頂位置に移動したときクランプボール１８が孔１９に進入するよう配設する。このとき、クランプボール１８は、クランプボールがヘッド部分４の外周から突出しない程度に周方向の溝１５に突入する。
【００３０】
円形の溝２８の軸線方向の位置即ち、Ｚ軸方向に関する高さのレベルは、ワークピースキャリヤをチャック部材１にゆるく嵌合したとき、図８に線図的に示したクランプボール１８が溝２８に突入することができるように配設する。この状況では、クランプボール１８は円形の溝２８の軸線方向の対称平面Ｓ‐Ｓに関して軸線方向に僅か下方にオフセットする。換言すれば、ワークピースキャリヤ２５をチャック部材１にゆるく嵌合する場合、上述の円形溝２８の対称平面Ｓ‐Ｓは、チャック部材１の中間部分３の孔１９に挿入されたボール１８の中心よりも若干上方に位置する。
【００３１】
ワークピースキャリヤ２５の円形の溝２８の軸線方向の位置は、ワークピースキャリヤ２５をチャック部材１上にゆるく配置した場合にチャック部材１のクランプボール１８が溝２８内に突入できる位置にあり、従って円形の溝２８の対称平面Ｓ‐Ｓはチャック部材１の中間部分３の半径方向に延在する孔１９に挿入されるクランプボール１８の中心よりも僅かに上方に位置する。他方、ワークピースキャリヤ２５をチャック部材１上にゆるく嵌合することができるようにするためには、チャック部材１のクランプボール１８は後退位置をとることができなければならない。このことは、円形ピストン１２の下方の円形チャンバ１６に加圧空気を供給して円形ピストン１２を強制的にばね１４の力に抗して上方に移動することによって達成される（図７〜図９参照）。このとき、円形ピストン１２に設けた周方向の溝１５がクランプボール１８に整列する位置に移動し、クランプボール１８は溝１５に突入することができ、チャック部材１の中間部分３の周面から突出しないようになる。
【００３２】
ワークピースキャリヤ部材２５をチャック部材１上に載置してＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決めを行った後、円形チャンバ１６内の過剰圧力を排除し、ばね１４によって発生する力の作用の下に円形ピストン１２が下方に移動する。このときクランプボール１８はワークピースキャリヤ２５の円形溝２８内に押し込まれる。断面図で見て分かるように、クランプボール１８と円形の溝２８との間の上述の僅かに非対称な休止位置並びに円形の溝２８のＶ字状の構成によって、ワークピースキャリヤ２５はチャック部材１に向かって引っ張られ、上述したように、ワークピースキャリヤ２５の肩部２９の端面はチャック部材１のヘッド部分４の僅かに隆起した平面部分２３に衝合する。この結果、ワークピースキャリヤ２５はチャック部材１に対してＺ軸方向にも正確に位置決めされ、クランプ操作は完了する。
【００３３】
上述の説明から、Ｚ軸方向に平行に作用するクランプ力はクランプボール１８によってワークピースキャリヤ２５に伝達され、このワークピースキャリヤ２５をチャック部材１にクランプする、特に図示の実施例ではチャック部材１の中間部分３の外周に沿って均等に分布した１２個の位置でクランプすることは明らかであろう。換言すれば、ワークピースキャリヤ２５に作用する全体のクランプ力は、１２個のクランプボールのそれぞれによって伝達される１２個の個別のクランプ力成分の合計となる。従って、これらのクランプ力成分の作用線は、チャック部材１及びワークピースキャリヤ２５の選択した寸法、並びに心決めピン２２、窪み３０、及び肩部２９の端面の精密位置に基づき、これら素子２２，３０，及び２９を経て即ち、これらの素子に交差し、又はこれら素子にすぐ隣接して、好適には、僅かに外方に隣接して延びる円筒形の仮想平面ＭＦ（図２〜図５及び図７〜図９参照）上に存在する。従って、クランプ力は実際に必要とされる位置に正確に作用し、従来技術のワークピースキャリヤに存在した撓み応力は劇的に減少し、また完全に回避される。更に、ワークピースの機械加工中に生ずる傾動モーメントは、中心クランプ装置を設けた従来技術のワークピースキャリヤよりもよりよく吸収される。
【００３４】
円形ピストン１２は加圧空気の代わりに液圧によって動作することもできる。
【００３５】
ワークピースキャリヤ２５の窪み３０の最終形状はプラスチックの変形、例えば、スタンピング加工によって行うことができる。これにより極めて高い精度が大量生産であっても得ることができる。僅かな傾斜付き側面を有する塊状の心決めピン２２は、窪み３０と連係して極めて高いトルクを確実に伝達することができる。
【００３６】
システムの安定性及び剛性を高める上で、クランプ状態のチャック部材／ワークピースキャリヤはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及び角度方向に関する心決め素子を含めてワークピースキャリヤを一体ピースの構造とする。ワークピースキャリヤ２５がほぼポット状又はハット状の形状であるため、システムが動作状態にあるときにはチャック部材１の重要な部分及び素子を包囲し、特に、心決め素子２２，２３及び３０は汚染から十分保護される。このような保護は、ワークピースキャリヤ２５の周方向部分２６の下方端面が終始する肩部２０の頂部側にシール部材２１（図７〜図９参照）を設けることによっても改善することができる。
【００３７】
ワークピースキャリヤ２５のほぼ環状の構造に関連して、中心開孔５，６及び８を、それぞれベース素子２、中間部分３及びヘッド部分４に設けることによって、細長いワークピースをクランプして機械加工を行うことができる。例えば、タービンロータのタービンブレードを上述の開孔に収容し、タービンブレードのいわゆる「もみの木」形状を機械加工する。
【００３８】
本発明によるクランプ装置の上述の中心開孔なしで済ませる場合には、ワークピースキャリヤに加わるクランプ力を一層高めるため他の中心クランプ機構を追加して設けることができ、又はより小さいワークピースをクランプする従来技術で既知の独立したクランプ装置を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  チャック部材の斜視図である。
【図２】  図１のチャック部材の平面図である。
【図３】  ワークピースキャリヤ部材の斜視図である。
【図４】  図３のワークピースキャリヤの底面図である。
【図５】  図３のワークピースキャリヤの図４におけるＶ‐Ｖ線上の断面図である。
【図６】  中心開孔及び心決めピンを拡大して示す線図的部分断面図である。
【図７】  図１のチャック部材の図２におけるVII‐VII線上の断面図である。
【図８】  図１のチャック部材の図２でのＶIII‐ＶIII線上の断面図である。
【図９】  図１のチャック部材の図２におけるIX‐IX線上の断面図である。
【符号の説明】
1  チャック部材
2  ベース素子
3  中間部分
4  ヘッド部分
5  中心開孔
6  中心開孔
7  ねじ
8  中心開孔
9  ねじ
10  ねじ
11  円形チャンバ
12  円形ピストン
13  盲孔
14  ばね
15  溝
16  円形チャンバ
17  接続孔
18  クランプボール
19  孔
20  肩部
21  シール部材
22  心決めピン
23  平面部分
24  頂面
25  ワークピースキャリヤ
26  周方向部分
27  上側部分
28  溝
29  肩部
30  窪み
31a,31b 肩部
32a,32b 端縁
【図１】
0004805445.tif 000002
【図２】
0004805445.tif 000003
【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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