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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf der und beansprucht den Vorrang der Priorität der
Japanischen Patentanmeldung No. 2016-001705 , eingereicht am 7. Januar 2016, deren Offenbarung vollständig durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeuganbringungs-/ Abtrennungsvorrichtung und eine Werkzeugmaschine.
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STAND DER TECHNIK
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In dem oben beschriebenen technischen Gebiet offenbart jedes der Patentdokumente 1 und 2 eine Werkzeugmaschine, bei der ein Werkzeug an einem Werkzeughalter angebracht ist, und der Werkzeughalter am Werkzeugrest eines Revolvers angebracht ist, wodurch eine Maschinenbearbeitung durchgeführt wird.
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DRUCKSCHRIFTENLISTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentdokument 1: Japanisches Patent No. 5308893
- Patentdokument 2: WO 91/18699
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ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Da bei den in den obigen Druckschriften beschriebenen Techniken der Werkzeughalter durch Befestigen oder Lösen von Werkzeugschrauben 18 angebracht/abgetrennt wird, die an vier Ecken vorgesehen sind, dauert es jedoch lange Zeit, den Werkzeughalter wiederholt anzubringen/abzutrennen. Andererseits gibt es zahlreiche Nachteile wie zum Beispiel eine fehlende Balance, die ausgelöst wird, wenn der Werkzeughalter nur an einem Punkt befestigt wird, und eine Kraft, die auf das Werkzeug wirkt, an dem einen Punkt empfangen wird.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Bereitstellung einer Technik zum Lösen der oben genannten Probleme.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Ein beispielhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Werkzeuganbringungs-/Abtrennungsvorrichtung bereit, umfassend:
- wenigstens zwei Klemmlöcher, die Stifte aufnehmen, die sich durch wenigstens zwei in einem Werkzeughalter vorgesehene Durchgangslöcher hindurch erstrecken;
- wenigstens zwei röhrenförmige Klemmhülsen, die in die wenigstens zwei jeweiligen Klemmlöcher eingesetzt sind und jeweils einen flexiblen Stammbereich umfassen;
- eine Fluideinkapselungskammer, die ein Fluid einkapselt;
- einen Kanal, der sich von der Fluideinkapselungskammer zu einer äußeren Umfangsoberfläche des flexiblen Stammbereichs erstreckt; und
- einen Druckeinstellbereich, der einen Druck des Fluids in der Fluideinkapselungskammer einstellt,
- wobei eine Klemmbefestigungskraft auf die Stifte synchron mit einer Zunahme oder Abnahme des Fluiddrucks in der Fluideinkapselungskammer wirkt.
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VORTEILHAFTER EFFEKT DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, bei der ein Werkzeughalter leicht und schnell angebracht/abgetrennt werden kann, während der Werkzeughalter zuverlässig gehalten wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine externe Perspektivansicht, die die Anordnung einer Werkzeugmaschine gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 ist eine externe Perspektivansicht, die die Anordnung eines Revolvers und eines Werkzeughalters gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 3 ist eine teilweise geschnittene Perspektivansicht, die die innere Anordnung des Revolvers und des Werkzeughalters gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 4 ist eine Querschnittsansicht, die eine Kanalanordnung in dem Revolver gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 5 ist eine teilweise geschnittene Perspektivansicht, die die Anordnung einer Klemmhülse gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 6 ist eine teilweise geschnittene vergrößerte Ansicht, die die Anordnung der Klemmhülse gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 7 ist eine Perspektivansicht, die die Gestalt eines zylindrischen Bereichs 501 zeigt, der in der Klemmhülse gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist;
- 8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Kanalanordnung in einem Revolver gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 9 ist eine Querschnittsansicht, die eine Kanalanordnung in einem Revolver gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 10 ist eine Querschnittsansicht, die eine Kanalanordnung in einem Revolver gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
- 11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Kanalanordnung in einem Revolver gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben werden. Es sollte beachtet werden, dass die relative Anordnung der Komponenten, die numerischen Ausdrücke und die Zahlenwerte, die in diesen beispielhaften Ausführungsformen angegeben sind, den Umfang den vorliegenden Erfindung nicht begrenzen, sofern es nicht ausdrücklich anders angegeben ist.
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[Erste beispielhafte Ausführungsform]
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Eine Werkzeugmaschine, bei der eine Werkzeuganbringungs-/ Abtrennungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, wird mit Bezug zu 1 beschrieben. 1 ist eine externe Perspektivansicht, die eine Drehmaschine 100 als ein Beispiel einer Werkzeugmaschine zeigt. Bei Betrachtung von der Vorderseite der Maschine umfasst die Drehmaschine 100 ein Schrägtypbett 101, das sich in einer horizontalen Richtung erstreckt, einen Antriebskopf 102, der an der linken Seite des Betts 101 vorgesehen ist, und einen Schneidhalter 103, der an der entgegengesetzten rechten Seite des Betts 101 angeordnet ist.
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Das Bett 101 umfasst Führungsschienen 111 und 112 an der zugewandten und der abgewandten Seite. Der Antriebskopf 102 kann entlang der Führungsschiene 111 in der horizontalen Richtung gleiten (die axiale Richtung des Antriebskopfs 102 oder die Z-Achsenrichtung).
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Eine Z-Achsen-bewegbare Basis 131 wird durch die Führungsschiene 112 derart getragen, dass sie in der Z-Achsenrichtung bewegbar ist. Eine Y-Achsen-bewegbare Basis 132 ist auf der Z-Achsen-bewegbaren Basis 131 derart getragen, dass sie in der Y-Achsenrichtung orthogonal zur Z-Achsenrichtung bewegbar ist.
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Der Schneidhalter 103 ist an der Y-Achsen-bewegbaren Basis 132 montiert. Folglich kann sich der Schneidhalter 103 in der Y- und der Z-Achsenrichtung bewegen.
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Der Schneidhalter 103 umfasst einen Werkzeughalter 134, der ein Werkzeug 133 hält, einen Revolver 135, an dem eine Mehrzahl von Werkzeughaltern 134 abtrennbar angebracht sind, sowie einen Drehmechanismus 136, der den Revolver 135 derart dreht und positioniert, dass das Werkzeug 133 an einer vorbestimmten Maschinenbearbeitungsposition lokalisiert ist.
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2 ist eine externe Ansicht, die den Revolver 135 bei Betrachtung von der Vorderseite (Antriebskopfseite) zeigt. Eine Mehrzahl von Halteranbringungsoberflächen 201, die jeweils eine flache Oberfläche bilden, sind an der äußeren Umfangsoberfläche des Revolvers 135 in einem vorbestimmten Winkelintervall gebildet. Der Werkzeughalter 134 ist abtrennbar an der Halteranbringungsoberfläche 201 befestigt.
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Durchgangslöcher 202, die parallel sind, sind an den vier Ecken des Werkzeughalters 134 gebildet. Vier Stifte 203, die sich durch die Durchgangslöcher 202 hindurch erstrecken, sind in vier Klemmlöcher 211 eingesetzt, die in der Halteranbringungsoberfläche 201 vorgesehen sind. Nachdem die vier Stifte 203 in die Klemmlöcher 211 eingesetzt sind, wird eine Schraube 204 unter Verwendung eines Schraubenschlüssels 110 befestigt. Somit wirkt eine Klemmbefestigungskraft auf die vier Stifte 203, und der Werkzeughalter 134 ist am Revolver 135 befestigt.
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3 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, bei der der Werkzeughalter 134 und die Umgebung der Halteranbringungsoberfläche 201 des Revolvers 135 herausgeschnitten ist. 4 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung einer Kanalanordnung, die unter der Halteranbringungsoberfläche 201 des Revolvers 135 vorgesehen ist. 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 4. Ein Zustand, in dem nur ein Stift 203 eingesetzt ist, wird hier zur Vereinfachung der Beschreibung gezeigt. Wie in 3 gezeigt, umfasst der Revolver 135 als eine Werkzeuganbringungs-/Abtrennungsvorrichtung die vier Klemmlöcher 211 und Klemmhülsen 302. Die Stifte 203, die sich durch wenigstens zwei Durchgangslöcher 202 hindurch erstrecken, die in dem Werkzeughalter 134 vorgesehen sind, sind in die Klemmlöcher 211 eingesetzt. Die Klemmhülse 302 umfasst einen flexiblen Stammbereich 321, der eine röhrenförmige Gestalt hat, ist in ein jeweiliges Klemmloch 211 eingesetzt ist, und verformt sich nach innen, wenn sie einen Druck von außen empfängt.
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4 ist eine Ansicht entlang einer Ebene, die parallel zur Halteranbringungsoberfläche 201 ist und durch die Mittelachse der Schraube 204 verläuft. Die Kanalanordnung umfasst eine Fluideinkapselungskammer 401, Kanäle 402 sowie einen Druckeinstellbereich 403. Die Fluideinkapselungskammer 401 ist ein Raum zum Einkapseln eines Fluids innerhalb des Revolvers 135. Der Kanal 402 bewirkt, dass die Fluideinkapselungskammer 401 mit dem Klemmloch 211 kommuniziert, und bewirkt, dass ein Fluiddruck auf den flexiblen Stammbereich 321 wirkt. Der Druckeinstellbereich 403 stellt den Druck des Fluids in der Fluideinkapselungskammer 401 ein und vergrößert oder verkleinert den Innendurchmesser des flexiblen Stammbereichs 321 synchron mit der Zunahme oder der Abnahme des Fluiddrucks in der Fluideinkapselungskammer 401. Genauer gesagt umfasst der Druckeinstellbereich 403 einen Stößel 431, der zur Fluideinkapselungskammer 401 hin eingesetzt ist, und die Schraube 204, die als ein Positionsänderungsbereich dient, der die Position des Stößels 431 ändert. Wenn der Fluiddruck in der Fluideinkapselungskammer 401 erhöht wird, bewirkt die Klemmhülse 302, dass eine Klemmbefestigungskraft auf den Stift 203 wirkt. Wie in 4 gezeigt sind insgesamt vier Paare von Klemmlöchern 211 und Klemmhülsen 302 vorgesehen, derart, dass ein Paar an jeder der vier Ecken der Halteranbringungsoberfläche 201 des Revolvers 135 vorgesehen ist. Das Fluid kommuniziert von der Fluideinkapselungskammer 401 zu den äußeren Umfangsoberflächen der vier flexiblen Stammbereiche 321.
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5 ist eine teilweise geschnittene Perspektivansicht zur Erläuterung einer detaillierten Struktur der Klemmhülse 302. Zusätzlich zu dem flexiblen Stammbereich 321 umfasst die Klemmhülse 302 einen zylindrischen Bereich 501, der einen Schlitz enthält und in Kontakt mit der Innenwand des flexiblen Stammbereichs 321 ist, sowie ein Dichtelement 502, das dazu ausgelegt ist, an der Oberseite das Fluid abzudichten, das einen Druck auf die äußere Umfangsoberfläche ausübt.
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Der zylindrische Bereich 501 umfasst einen konvexen Bereich 511 an der inneren Umfangsoberfläche. Wenn sich die obere Endseite des zylindrischen Bereichs 501 einwärts in Übereinstimmung mit der Einwärtsverformung des flexiblen Stammbereichs 321 biegt, drückt der konvexe Bereich 511 die äußere Umfangsoberfläche des Stifts 203. Da ein Schlitz 512 vorgesehen ist, wird der obere Endbereich des zylindrischen Bereichs 501 selbst bei einer schwachen Kraft ausreichend einwärts gebogen.
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6 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer detaillierteren Struktur der Klemmhülse 302. 6 zeigt einen Zustand, in dem der Stift 203 in die Klemmhülse 302 eingesetzt ist. Ein streifenförmiger konkaver Bereich 601 ist in der äußeren Umfangsoberfläche des Stifts 203 vorgesehen. Wenn der konkave Bereich 601 an dem konvexen Bereich 511 an der inneren Umfangsoberfläche des zylindrischen Bereichs 501 angreift, wird eine von dem zylindrischen Bereich 501 ausgeübte Einwärtskraft F1 in eine Kraft F2 umgewandelt, die den Stift 203 nach unten drückt. Als Folge hiervon kann sich der Stift 203 kaum lösen, und der Werkzeughalter 134 ist fest an der Halteranbringungsoberfläche 201 des Revolvers 135 befestigt.
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7 ist eine Perspektivansicht, die nur den zylindrischen Bereich 501 zeigt. Die Schlitze 512 sind an zwei Bereichen der oberen Wandoberfläche vorgesehen.
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Wie oben beschrieben ist es gemäß der Anordnung dieser beispielhaften Ausführungsform möglich, gleichzeitig die Befestigungskraft auf die Mehrzahl von Stiften unter Verwendung des Drucks des Fluids wirken zu lassen, und den Werkzeughalter einfach und zuverlässig am Revolver zu befestigen.
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[Zweite beispielhafte Ausführungsform]
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Eine Werkzeuganbringungs-/Abtrennungsvorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes mit Bezug zu 8 beschrieben werden. 8 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Kanalanordnung der Werkzeuganbringungs-/Abtrennungsvorrichtung gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform. In dieser beispielhaften Ausführungsform haben Kanäle 802 und 803 verschiedene Querschnittsflächen, wie in 8 gezeigt, wodurch im Vergleich zur ersten beispielhaften Ausführungsform verschiedene Befestigungskräfte erzeugt werden. Wenn die Kanaldurchmesser derart eingestellt sind, dass die Befestigungskraft auf die zwei Stifte an der Werkzeugseite groß wird, wie in 8 gezeigt, kann der Fluiddruck intensiv auf die zwei Stifte an der Maschinenbearbeitungskammerseite verteilt werden, die zum Großteil die Kraft aufnimmt, die auf das Werkzeug zum Zeitpunkt der Maschinenbearbeitung wirkt.
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[Dritte beispielhafte Ausführungsform]
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Eine Werkzeuganbringungs-/Abtrennungsvorrichtung gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes mit Bezug zu 9 beschrieben werden. 9 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Kanalanordnung der Werkzeuganbringungs-/Abtrennungsvorrichtung gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der Innendurchmesser von jedem von Klemmlöchern 911 die auf einer diagonalen Linie lokalisiert sind, größer gemacht als jener eines Klemmlochs 211, und der Außendurchmesser einer Klemmhülse 902 entsprechend dem Klemmloch 911 ist größer gemacht als der Außendurchmesser einer Klemmhülse 302. Beide Klemmhülsen 302 und 902 haben einen Innendurchmesser, der zum Außendurchmesser eines Stifts 203 passt. Somit können verschiedene Befestigungszeitpunkte erzielt werden. Genauer gesagt wird die Klemmhülse 902 einen Schritt nach der Klemmhülse 302 befestigt. Der Rest der Komponenten und Operationen ist gleich wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform. Daher bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Komponenten und Operationen, und eine detaillierte Beschreibung davon unterbleibt.
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Wenn die Befestigungszeitpunkte derart gestaltet sind, dass eine diagonale Befestigung durchgeführt werden kann, wie in 9 gezeigt, ist es möglich, Restbeanspruchungen zum Zeitpunkt der Befestigung zu relaxieren.
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[Vierte beispielhafte Ausführungsform]
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Eine Werkzeuganbringungs-/Abtrennungsvorrichtung gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes mit Bezug zu 10 beschrieben werden. 10 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Kanalanordnung der Werkzeuganbringungs-/Abtrennungsvorrichtung gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform sind zwei Klemmlöcher 211 vorgesehen, und zwei Stifte sind darin eingesetzt, wie in 10 gezeigt. Aus diesem Grund erstrecken sich zwei Kanäle 1002 von einem Fluideinkapselungsbereich 1001 zu den zwei Klemmlöchern 2011. Der Rest der Komponenten und Operationen ist gleich wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform. Daher bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Komponenten und Operationen, und eine detaillierte Beschreibung davon unterbleibt.
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Mit dieser Gestaltung kann ein Werkzeughalter 134 an einer Halteranbringungsoberfläche 201 eines Revolvers 135 durch eine einfache Anordnung befestigt werden.
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[Fünfte beispielhafte Ausführungsform]
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Eine Werkzeuganbringungs-/Abtrennungsvorrichtung gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes mit Bezug zu 11 beschrieben werden. 11 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Kanalanordnung der Werkzeuganbringungs-/Abtrennungsvorrichtung gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform.
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Wenn eine Schraube 1104 gedreht und in eine Richtung A bewegt wird, bewegt sich ein Stößel 1132, der mit der Schraube 1104 verbunden und befestigt ist, ebenfalls in die Richtung A. Dann wird ein Kolben 1131, der als ein Fluidunterdrucksetzungsbereich dient, durch eine Feder 1101 beaufschlagt, die als ein Beaufschlagungsbereich dient, und setzt ein Fluid in einer Fluideinkapselungskammer 401 unter Druck.
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Eine Gestaltung ist derart, dass ein Spalt 1133 erzeugt wird zwischen der Position der vorderen Endfläche (die rechte Endfläche in 11) des Kolbens 1131 in einem Zustand, in dem die Feder 1101 voll gestreckt ist, und der hinteren Endfläche (die linke Endfläche in 11) des Stößels 1132 in einem Zustand, im dem die Schraube 1104 vollständig befestigt ist. Selbst wenn sich die Schraube 1104 ein wenig löst und nach links bewegt, wird die Unterdrucksetzung durch den Kolben 1131 somit beibehalten. Das heißt, sofern die Schraube 1104 nicht gelöst wird, wird der Fluiddruck in der Fluideinkapselungskammer 401 hoch gehalten, und eine Klemmhülse 302 kann immer bewirken, dass eine Befestigungskraft auf einen Stift 203 wirkt.
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Wenn andererseits die Schraube 1104 gedreht wird und sich in einer Richtung B bewegt, bewegt sich auch der Stößel 1132 in die Richtung B, und der Spalt 1133 verschwindet. Wenn sich auch der Kolben 1131 in die Richtung B bewegt, wird die Unterdrucksetzung des Fluids schrittweise beseitigt.
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Selbst wenn sich bei dieser Gestaltung die Schraube 1104 ein wenig löst, wird die Befestigungskraft der Klemmhülse 302 nicht abgeschwächt. Das heißt, es ist möglich, einen Werkzeughalter 134 zuverlässig und stabil an einer Halteranbringungsoberfläche 201 eines Revolvers 135 zu befestigen. Außerdem kann der Werkzeughalter 134 einfach abgetrennt werden, wenn eine Schraube 1104 in die Richtung B bewegt wird.
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[Andere beispielhafte Ausführungsformen]
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In den obigen beispielhaften Ausführungsformen wurden X-förmige Kanäle wie in den 4, 8, 9 und 11 gezeigt beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt. Ein Kanal mit einer anderen Gestalt, beispielsweise einer H-Gestalt oder einer quadratischen Gestalt, kann gebildet werden.
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Während die vorliegende Erfindung mit Bezug zu beispielhaften Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist. Dem Umfang der nachfolgenden Ansprüche kommt die breiteste Auslegung zu, um alle derartigen Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen zu umfassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016001705 [0001]
- JP 5308893 [0003]
- WO 9118699 [0003]
