(57)【要約】多角形状のHSKシャンク(２)といった、断面が非円形の外周面を備えた、HSKシャンク(２)その他の中空シャンク(１)を締付・把持するためのクランプ装置であって、複数の締付ツメ(３)を備える。これら締付ツメ(３)は、作動スピンドル(４)中にて軸方向へとスライド可能に案内された締付ヘッド(５)により、締付ツメ(５)が中空シャンク収容部(７)でクランプ構造(６)と係合する締付の位置・姿勢と、前記クランプ構造(６)と係合しない開放の位置・姿勢との間で位置・姿勢をシフト・調整可能である。開放の位置・姿勢と締付の位置・姿勢との間の位置・姿勢のシフトを行うべく、前記締付ツメ(３)は、前記締付ヘッド(５)により、一方の端部が第１の振れ動きを行い、これに引き続いて他方の端部が第２の振れ動きを行うことで、前記作動スピンドル(４)中にて位置・姿勢をシフト可能なように取り付けられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形状のHSKシャンク(２)といった、断面が非円形の外周面を備えた、HSKシャンク(２)その他の中空シャンク(１)を締付・把持するためのクランプ装置であって、
締付ツメ(３)を備えており、締付ツメ(３)は、作動スピンドル(４)中にて軸方向へとスライド可能に案内された締付ヘッド(５)により、締付ツメ(５)が中空シャンク収容部(７)でクランプ構造(６)と係合する締付の位置・姿勢と、前記クランプ構造(６)と係合しない開放の位置・姿勢との間で位置・姿勢をシフト・調整可能であるクランプ装置において、
開放の位置・姿勢と締付の位置・姿勢との間の位置・姿勢のシフトを行うべく、前記締付ツメ(３)は、前記締付ヘッド(５)により、一方の端部が第１の振れ動きを行い、これに引き続いて他方の端部が第２の振れ動きを行うことで、前記作動スピンドル(４)中にて位置・姿勢をシフト可能なように取り付けられていることを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
前記締付ツメ(３)がツメ先端部(８)とツメ根元部(９)とを備えるクランプレバーとして構成されており、前記締付ヘッド(５)には、互いに軸方向の間隔をおいて２つの締付ヘッド膨出部(１０，１１)が形成されており、これらのうちの第１の締付ヘッド膨出部(１０)は前記ツメ先端部(８)を振れ動かすべく形成され、第２の締付ヘッド膨出部(１１)は前記ツメ根元部(９)を振れ動かすべく形成されていることを特徴とする請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項３】
前記締付ヘッド膨出部(１０，１１)の軸方向間隔は、開放の位置・姿勢から締付の位置・姿勢へとシフトする際に、まず、前記第１の締付ヘッド膨出部(１０)によって前記締付ツメ(３)が振れ動いて前記ツメ先端部(８)が前記クランプ構造(６)と係合し、この後で、前記第２の締付ヘッド膨出部(１１)によって前記ツメ根元部(９)によって第２の振れ動きが引き起こされるように設定されることを特徴とする請求項２に記載のクランプ装置。
【請求項４】
前記ツメ根元部(９)には、半径方向外側に位置する第１の斜面(１２)が備えられ、この第１の斜面(１２)は、作動スピンドル(４)における同一の傾斜の突き当て面(１３)に当接し、前記ツメ根元部(９)には、半径方向内側に位置する第２の斜面(１４)が備えられ、この第２の斜面(１４)は、前記締付ヘッド(５)の前記第２の締付ヘッド膨出部(１１)における同一の傾斜の突き当て面(１５)に組み合わされように配置されていることを特徴とする請求項３に記載のクランプ装置。
【請求項５】
前記第１の斜面(１２)は、半径方向に対して１５°から７５°だけ、または、好ましくは４５°だけ傾いていることを特徴とする請求項４に記載のクランプ装置。
【請求項６】
前記第２の斜面(１４)は軸方向に対して５°から３０°だけ、または、好ましくは１５°だけ傾いていることを特徴とする請求項４または５に記載のクランプ装置。
【請求項７】
前記締付ツメ(３)が複数備えられ、または、好ましくは６個備えられ、円周全体にわたって均等に分布するように配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項８】
前記締付ツメ(３)の前記ツメ根元部(９)には、半径方向内側へと初期応力をかけられたバネ部材(１６)によってバネ力が加えられていることを特徴とする請求項７に記載のクランプ装置。
【請求項９】
前記バネ部材(１６)が、リングスプリング(１７)によって構成されていることを特徴とする請求項８に記載のクランプ装置。
【請求項１０】
前記作動スピンドル(４)には、その自由端に、差し込むことが可能なスピンドルフランジ(１８)が備えられ、このスピンドルフランジ(１８)には、前記第１の斜面に組み合わされるように配置された突き当て面が形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項１１】
前記締付ヘッド(５)には、流体のための貫通孔(１９)が備えられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項１２】
前記締付ツメ(３)の軸方向内側に位置している側に、開放の位置・姿勢にあるときに開き、締付の位置・姿勢にあるときに閉じる逆止弁(２０)が配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のクランプ装置。
【請求項１３】
前記逆止弁(２０)には、スリーブバネ(２１)の力によりバネ力が加えられたバルブスリーブ(２２)が備えられ、このバルブスリーブ(２２)は、開放の位置・姿勢にあるときに、前記逆止弁(２０)を開くべく、前記締付ヘッド(５)に備えられた突き当てストッパ(２３)に突き当てられることを特徴とする請求項１２に記載のクランプ装置。
【請求項１４】
前記バルブスリーブ(２２)は、固定スリーブ(２４)中に取り付けられ、この固定スリーブ(２４)は、前記締付ツメ(３)に突き当てられるとともに、前記スリーブバネ(２１)を収容することを特徴とする請求項１３に記載のクランプ装置。
【請求項１５】
前記固定スリーブ(２４)は、前記スリーブバネ(２１)によるバネ力を前記締付ツメ(３)に加え、前記突き当て面(１３)と組み合わさって作用を行うことにより、開放の位置・姿勢にあるときに、前記締付ツメ(３)を内方へと振れ動かすべく備えられることを特徴とする請求項１４に記載のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空シャンクを締付・把持するためのクランプ装置に関する。特には、多角形状のHSKシャンクその他の中空テーパシャンクといった、断面が非円形の外周面を備えた中空テーパシャンクを締付・把持するためのクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランプ装置には、複数の締付ツメが備えられる。これら締付ツメは、作動スピンドル中にて軸方向へとスライド可能に案内された締付ヘッドにより、締付ツメが中空シャンク収容部中にてクランプ構造に噛み合う締付の位置・姿勢と、クランプ構造と噛み合わない開放の位置・姿勢との間で位置・姿勢をシフト可能である。
【０００３】
このような種類のクランプ装置はドイツ実用新案DE 299 22 642 U1から公知である。この実用新案のクランプ装置においては、締付ツメが、開放の位置・姿勢と、締付の位置・姿勢との間のシフトを行うべく、締付ヘッドによって軸を中心として振れ動く。このクランプ装置は、実用的に優れていることが実証されている。しかし、充分なクランプ力を生成するためには、締付ヘッドの位置・姿勢を軸方向へと比較的大きくシフトさせることが必要である。このことに関連して、クランプ装置の構造の長さが、相応に大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開DE3807140A1
【特許文献２】ヨーロッパ特許出願公開EP1184113A1
【特許文献３】ドイツ実用新案DE29922642U1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の根底をなす課題は、冒頭に述べたようなクランプ装置について、高いクランプ力を得るための締付ヘッドの位置・姿勢のシフトが、短い距離で充分であるように構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、本発明によると、冒頭に述べた種類のクランプ装置において、以下により解決される。開放の位置・姿勢と、締付の位置・姿勢との間で位置・姿勢をシフトさせるにあたり、締付ツメは、締付ヘッドにより、一方の端部が第１の振れ動きを実現し、これ引き続いて他方の端部が第２の振れ動きを実現することができるように取り付けられている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のクランプ装置によると、以下の利点が得られる。第１の振れ動きでクランプ構造への締付ツメの接近と突き当てを行うことができ、これに続く締付ツメの第２の振れ動きによって所要の締付力が生成される。すなわち、所要の高いクランプ力を生成するにあたり、クランプ力は、締付ヘッドを軸方向へと順次動かす動きに依存しなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のクランプ装置を、スピンドルフランジを備えた状態にて、示す斜視図である。
【図２】スピンドルフランジを描くことを省いた、図１と同様の斜視図である。
【図３】作動スピンドルに配置されたクランプ装置を示す縦断面の模式図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面の断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ断面の断面図である。
【図６】作動スピンドル中に取り付けられたクランプ装置について、開放の位置・姿勢にて示す軸方向断面図である。
【図７】クランプ工程の開始時における図６と同様の軸方向断面図である。
【図８】クランプ装置が締付の位置・姿勢にあるときの、図６と同様の軸方向断面図である。
【図９】クランプストロークの終了時におけるクランプ装置を示す、図６と同様の軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
また、次のようであると好ましいことが知られた。締付ツメが、ツメ先端部とツメ根元部とを備えるクランプレバーとして構成されている。締付ヘッドには、互いに軸方向の間隔をおいて、２つの締付ヘッド膨出部が設けられる。これらのうちの第１の締付ヘッド膨出部はツメ先端部を振れ動かすべく形成され、第２の締付ヘッド膨出部はツメ根元部を振れ動かすべく形成されている。このような実施形態でも、締付ヘッドが軸方向へと直線的に位置・姿勢をシフト・調整することによって、締付ツメの２つの異なる形態の動きが引き起こされる。ここで、各締付ヘッド膨出部の軸方向間隔は、次のように設定するのが好ましい。開放の位置・姿勢から締付の位置・姿勢へとシフトする際に、まず、第１の締付ヘッド膨出部によって締付ツメが振れ動きツメ先端部がクランプ構造に噛み合う。この後、第２の締付ヘッド膨出部によってツメ根元部により第２の振れ動きが引き起こされる。上記のようが軸方向間隔の結果として、２つの締付ヘッド膨出部の間の間隔を適切に選択することで、振れ動きの時間的な進行シーケンスについても制御・調整が行われる。
【００１０】
次のような実施形態であると、特に好ましい。ツメ根元部が、半径方向外側に位置する第１の斜面を有する。この第１の斜面は、作動スピンドルにおける、同一または同様の傾斜を有する突き当て面に突き当てられる。ツメ根元部は、半径方向内側に位置する第２の斜面を有しており、この第２の斜面は、締付ヘッドの第２の締付ヘッド膨出部における、同一または同様の傾斜を有するに突き当て面に組み合わされるように配置される。これら第１及び第２の斜面について、傾斜面が延びる方向を適切に選択することで、次のことが可能となる。締付ヘッドがクランプ構造へと噛み合うことによって、また、締付ツメのツメ根元部が作動スピンドルの突き当て面に沿ってスライドすることによって、締付ツメについての相応の位置・姿勢のシフトが引き起こされる際、ギア伝達比と同様の変換比により、クランプ力の増大と低減の効果を実現することが可能となる。ここで、次のようであると好ましいことが知られた。第１の斜面は半径方向に対して１５°から７５°、好ましくは４５°だけ傾いている。一方、第２の斜面は軸方向に対して５°から３０°、好ましくは１５°だけ傾いている。傾斜角がこのようであると、引っかかりやセルフロックの危険を生じることなく、好ましい変換比を実現することができる。
【００１１】
本発明の枠内において、さらには、締付・把持が対称・バランスをなすようにするために、複数の締付ツメが設けられ、全周にわたり均等に分布するように配置される。好ましくは、６個の締付ツメが設けられ、全周にわたり均等に分布するように配置される。
【００１２】
第２の締付ヘッド膨出部へのツメ根元部の確実な当接を、切り詰めた小さい遊びで実現するためには、締付ツメのツメ根元部に、バネ部材によってバネ力が加えられる。バネ部材には、半径方向内側へと向かって、初期応力をかけられている。このバネ部材は、リングスプリングによって形成されているのが好ましい。
【００１３】
本発明によるクランプ装置の製造と組立のためには、次のようであるならば好ましい。作動スピンドルが、その自由端に、差込可能なスピンドルフランジを備える。そして、このスピンドルフランジに、上記の第１の斜面に対応する突き当て面が形成されている。このようであると、次のような実施形態が実現可能であるので好ましい。すなわち、まず締付ヘッドと締付ツメとを、作動の位置・姿勢に配置しておき、その後で初めて、スピンドルフランジを備えた作動スピンドルの端部を組み付けるという実施形態を実現できる。
【００１４】
本発明の枠内において、また、締付ヘッドに、流体のための貫通孔を備えることが想定されている。このようであるならば、中空シャンクを備えた工具またはワークへと、貫通孔を通じて冷却・潤滑用の媒体を送出することができる。
【００１５】
さらに、締付ツメの軸方向内側に位置する側には、開放の位置・姿勢のときに開いて締付の位置・姿勢のときに閉じる逆止弁が配置されている。この逆止弁は、作動スピンドル内部における締付ヘッドの軸受け部への冷却・潤滑媒体の浸入を防止する。また、さらには、中空シャンクを取り替えるべく、クランプ装置が開放の位置・姿勢にあるときに、圧縮空気を作用させることで、冷却・潤滑剤を作動スピンドルから外へ追い出すことを可能にする。
【００１６】
また、次のようであると、合目的であることが知られた。逆止弁には、スリーブバネの力によりバネ力を受けるバルブスリーブが備えられる。このバルブスリーブは、開放の位置・姿勢にあるときに逆止弁を開くべく突き当てストッパに当接する。この突き当てストッパは、締付ヘッドに形成されるか、または取り付けられている。バルブスリーブは固定スリーブ中に装着され、この固定スリーブは、締付ツメに突き当てられ、スリーブバネを収容する。
【００１７】
以下に、図面に示されている実施例を参照しつつ、本発明について詳しく説明する。
【００１８】
図２には、本発明によるクランプ装置について、締め付け・把持される中空シャンク１とともに示す。ここに図示した中空シャンク１は、注目すべきことに、非円形の外周面をもつ多角形的な形状のHSKシャンク２として構成されている。したがって、HSKシャンク２の外周面がこのような形状を有することにより、切り欠きやホゾを用いる場合のような複雑な構造に頼らずとも、トルクの伝達を実現できる。多角形状のHSKシャンク２の外周面に嵌め合わせるようにすべく、作動スピンドル４にスピンドルフランジ１８が備えられ、その内周面がHSKシャンク２の外周面に一致している。このスピンドルフランジ１８は、図１にて、図２に描かれたものに追加する形で描かれている。特には、図３に示す箇所の断面図である図４及び図５からも見て取れるように、内周面がHSKシャンク２の外周面に一致している。
【００１９】
また、クランプ装置は、締付ツメ３（図６から図９を参照）を含んでいる。この締付ツメ３は、作動スピンドル４中にて軸方向へとスライド可能に案内された締付ヘッド５により、締付ツメ３が中空シャンク収容部７中にてクランプ構造６に噛み合う締付の位置・姿勢と、クランプ構造６と噛み合わない開放の位置・姿勢との間で、位置・姿勢をシフト可能である。締付ツメ３は、ツメ先端部８とツメ根元部９とを備えるクランプレバーとして構成されており、締付ヘッド５には、相互に軸方向の間隔をおいて２つの締付ヘッド膨出部１０，１１が形成されている。これらのうち、第１の締付ヘッド膨出部１０はツメ先端部８を振れ動かすべく形成されており、第２の締付ヘッド膨出部１１はツメ根元部９を振れ動かすべく形成されている。ここで、締付ヘッド膨出部１０，１１の軸方向間隔は、次のように設定されている。開放の位置・姿勢から、締付の位置・姿勢へのシフトの際に、まず、第１の締付ヘッド膨出部１０によって、締付ツメ３が第１の振れ動きで振れ動いてツメ先端部８がクランプ構造６と噛み合う。そして、この後、第２の締付ヘッド膨出部１１により、ツメ根元部９を介して、クランプ力を高める役目をする第２の振れ動きが引き起こされる。
【００２０】
また、図６から明らかなように、ツメ根元部９には、半径方向外側に位置する第１の斜面１２が備えられ、この第１の斜面１２は、作動スピンドル４すなわちスピンドルフランジ１８における、同一の傾斜の突き当て面１３に突き当てられる。また、ツメ根元部９には、半径方向内側に位置する第２の斜面１４が備えられる。この第２の斜面１４は、締付ヘッドにおける第２の膨出部１１の箇所の、傾斜が一致する突き当て面１５に当接する。第１の斜面１２は半径方向に対して１５°から７５°、好ましくは４５°だけ傾いており、それに対して第２の斜面１４は軸方向に対して５°から３０°、好ましくは１５°だけ傾いている。このようであると、対応する突き当て面１３，１５とともに斜面１２，１４について、面が延びる方向を適切に選択することで、中空シャンク１の確実なクランプにつながる、力の増幅及び縮小の効果が得られる。
【００２１】
図４と図５から見て取れるように、締付ツメ３は複数設けられている。すなわち、６個設けられている。また、これらの締付ツメ３は、全周にわたって均等に分布するように配置されている。ツメ根元部９は、半径方向内側へと向かって初期応力をかけられたバネ部材１６によって、すなわちリングスプリング１７によって付勢されている（図６）。締付ヘッド５は、流体すなわち冷却・潤滑用の媒体のための軸方向の貫通孔１９を有している。この貫通孔１９を通じて、中空シャンク１を備えスピンドルフランジ１８により取り囲まれた空間領域を流体で充填することができる。締付ツメ３から見て軸方向内側に位置する側には、開放の位置・姿勢のときに開き、締付の位置・姿勢のときに閉じる逆止弁２０が配置されている。この逆止弁２０は、充填された空間領域を密封する役割を果たす。逆止弁２０は、スリーブバネ２１の力で付勢されるバルブスリーブ２２を有している。このバルブスリーブ２２は、開放の位置・姿勢にあるときに、逆止弁２０を開くべく、締付ヘッド５に取り付けられて備えられた突き当てストッパ２３に突き当てられる。また、バルブスリーブ２２は、固定スリーブ２４中に取り付けられている。この固定スリーブ２４は、締付ツメ３に突き当てられており、スリーブバネ２１を受け入れている。ここで、固定スリーブ２４は、締付ツメ３に突き当てられているだけでなく、締付ツメ３を突き当て面１３へと向かって押圧し、ツメ根元部９にある傾いた突き当て面により、締付ツメ３を開放の位置・姿勢へと内方に向かって振れ動かす（図７）。
【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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【国際調査報告】
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2010533595.tif 000013
2010533595.tif 000014
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