JP2002507937A - 改良されたショートストロークロック機構を有するツールユニットクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ツールユニットをツールサポーターに着脱可能に接続するためのショートストローククランプ装置が提供される。このクランプ装置は球形ロック要素を通すための開口を含むキャニスター部材と軸に沿ったストローク距離を往復移動可能なロックロッドとを有するタイプであり、前記ロックロッドは及びキャニスター開口部を通して球形ロック要素を移動させてツールユニットに係合させるためのカム部分を有する。このクランプ装置では、キャニスター部材の開口部はストローク軸に沿って延長されている。これにより、ロックロッドの軸方向のより短いストローク移動でロック係合が可能になるように、半径方向と同様にロックロッドのカム部分に沿って軸方向にも球形ロック要素を移動させることができる。ロック要素の軸方向の移動を更に長くするために開口部の壁を傾斜させてもよく、これにより、ロックロッドのストロークが更に短くなるだけでなく、クランプ装置がツールユニットに加えるグリップ力を強化することもできる。ロックロッドのストロークが短いと、ツールの包絡線も短くなり、ロックロッドを引き戻すスプリングパッケージの剛性が増し、使用寿命が長くなるという利点を有する。ロック要素とツールユニットとの間のロック係合力を向上させるために開口部の壁を傾斜させてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 改良されたショートストロークロック機構を有する ツールユニットクランプ装置 本発明は、１９９５年４月１７日に出願された係属中の特許出願第０８／４２ ３，６１７号に基づく一部係属出願である。 発明の背景 本発明は一般に、ツールユニットをツールサポーターに着脱可能に連結するた めの改善されたロックロッドクランプ装置に関し、特に、短いロックロッドスト ロークを有し、グリップ力が向上されたこのような装置に関する。 ツールユニットをツールサポーターに着脱可能に連結するためのクランプ機構 は当技術分野において良く知られている。このような機構は、回転する金属加工 物と切削係合したり離されたりする切削差し込み工具（インサート）をツールユ ニットが保持する機械的加工作業において一般的に使用される。これらの機構に よって、異なる切削差し込み工具を保持する異なるツールユニットのツールサポ ーターへの素早い着脱が可能となり、このツールサポーターは加工物に対するツ ールユニットの移動を制御する装置に接続されている。 商業的に最も成功を収めているクランプ機構の１つに、ツールユニットの管型 端部に組み合わせ可能（matable）で且つロック要素をツールユニットにある凹 部にロック係合させるための開口部を含む円筒形キャニスター部材がある。典型 的には球形であるロック要素は、ロック要素に係合するカム部分を有する往復運 動ロックロッドによってキャニスター部材の開口部を通って放射方向に移動する 。このようなクランプ機構の例は、エリックソンの米国特許第４、７０８、０４ ０号、第４、７４７、７３５号及び第４、８３６、０６８号に開示されており、 こ れらはそれぞれ、ケンナメタル社（Kennametal Inc．）（ペンシルバニア州、ラ トローブ）及びクラップビジアゲーエムベーハー（Ktupp Widia GmbH）に譲渡さ れている。 このような従来技術のクランプ機構が図６に表されている。ここでは、キャニ スター３９の遠位端６２の横断面図が表されている。この遠位端６２は、部材３ ９の壁を通る円筒形の穴である開口部５４ａを含む。開口部５４ａを形成するこ の円形穴の内径は、球形ロック要素５７ａの外径とほぼ同じ大きさである。ロッ クロッド６０は、球形の窪み６６を有するカム部分６４ａを含み、この窪み６６ の一部はテーパされて傾斜部分６８になっている。球形ロック要素５７ａが窪み ６６内に着座し、ロックロッド６０のストップフランジ７０が環状壁７１に接合 すると、球形要素５７ａは非ロック位置にあり、これによりツールユニット１０ の管形シャンク１６が結合機構４３の環状窪み５９の中に挿入される。しかし、 ロックロッド６０が図示された位置の右側に移動すると、カム部分６４ａの傾斜 ６８は球形ロック要素５７ａに押しつけて（楔状に）に係合し、ロック位置まで 持ち上げる。このような位置では、この球形ロック要素５７ａはツールユニット １０の傾斜壁３０に対して楔状にロックするように支える。 このような従来技術のロック機構は、ツールユニットをツールサポーターに素 早く、便利に、且つしっかり固定させることができることが分かっているが、本 発明の出願人は、ロックロッドのストロークを短くすると、クランプ機構の全体 的な包絡線も同様に短くできるかどうかについて研究した。このようにツールの 包絡線を短くすることにより、オペレータはクランプ機構を周りのツール又は他 の障害物に接触させずに便利に使用できるようになり、加工操作が簡単になる。 更に重要なことは、よりロックロッドストロークを短くするとロックロッドを非 ロック位置からロック位置に引っ張るのに使用されるメカニズムに加えられる応 力が小さくなることである。このような機構は、ロックロッドに連結された油圧 シリンダーであってもよいし、キャニスター部材の基部端の周りにスライド可能 に取り付けられた、弾性的に圧縮されたベルビルワッシャー（Bellville washer ）のスタックからなるスプリントパッケージであってもよい。スタックされた ベルビルワッシャーが使用される場合、ロックロッドストロークがより短ければ より短いワッシャーのスタックを使用し且つこのワッシャーの使用寿命を長くす ることができる。或いは、このようなワッシャーからなる標準サイズのスプリン グパッケージをより短いロックロッドストロークと共に使用してより大きなグリ ップ力でツールユニットをグリップするクランプ機構を生成し、これによりツー ルの剛性を高め、ひいてはツールユニットによって行われる加工操作をより正確 にすることができる。 明らかに、このような機構がツールユニットをツールサポーターに着脱する際 に提供する便利さ及び速度を損なわずにこのようなクランプ機構に使用されるロ ックロッドのストロークを短くする方法が見つけられれば非常に有益である。理 想的には、このようなストロークを短くする解決方法は、先述のタイプの従来の クランプ機構を最小限の要素を再設計及び加工して改良したクランプ機構に簡単 に変えることができるように、既存のパーツの形状をほんの少しだけ改良するだ けですむようにすべきである。また、このようなストロークを短くする設計によ って従来技術のものと同等若しくはこれより優れた結合剛性が得られれば望まし い。最後に、このようなストロークの短い設計がクランプ機構とツールユニット との間のクランプ力を強化することもできれは望ましい。 発明の概要 本発明は、キャニスター部材の開口部がロックロッドのストローク軸に沿って 延長され、ロック要素（好ましくは球形）をロックロッドのカム部分に沿って軸 方向に且つ半径方向に移動させ、ロックロッドを軸方向により短くスロークさせ てツールユニットにロック要素をロック係合させる、改良されたロックロッドク ランプ装置である。 本発明の好適な実施の形態において、キャニスター部材の開口部はロックロッ ドのカム部分の傾斜から反対方向に向かってロック球の直径よりも約５％〜３０ ％長くなっている。同時に、カム部分の位置はキャニスター部材の開口部が開口 部の元の直径の約５％〜３０％延長している方向に移動する。クランプ装置をこ のように改造することによって、ロックロッドのストロークの長さを約５％〜３ ０％短くすることができる。より好適な実施の形態において、開口部の延長部分 及びカム部分の移動の両方の長さは開口部の元の長さの約１５％〜２５％であり 、これによりロックロッドのストロークが１５％〜２５％短くなる。 本発明は更に、キャニスター部材の開口部の端壁をロックロッドの往復移動軸 から放射方向に延びるラインに関して約１０°〜４５°に傾斜させる。開口部の 端壁の片方又は両方を傾斜させてもよい。カム部分の傾斜の反対側の壁では、ロ ック球の方へ向かって傾斜され、この傾斜に隣接する壁では、ロック球から離れ て傾斜される。カム部分の傾斜の反対側の開口部の壁を角度付けすることによっ て、スロトークが開口部の延長部分によって短くなった分より更に５％〜２５％ 、ロックロッドのストロークを短くすることができる。好適な実施の形態におい て、この開口部の壁の角度は約１０°〜２０°であり、これによりロックロッド のストロークは全体的に２２％〜３４％短くなる。カム部分の傾斜に最も近い開 口部の壁を傾斜させることにより、クランプ機構のグリップ力が有効に大きくな る。 従来技術では、ツールユニットの壁の表面とカム部分の傾斜に最も近い開口部 の壁の表面とが角度を形成する。ロック球はこれらの表面とロックロッドの表面 との間で作用し、ツールユニットの壁に楔状に係合する。この開口部の壁がツー ルユニットの壁に平行な位置の方向へ傾斜されれば、これらの表面の間の機械的 利点は増大し、グリップ力が強化される。 キャニスター部材の開口部を延長させるとともに先述のように開口部の壁を好 適に傾斜させると、ロックロッドのストロークの長さを短くし、且つグリップ力 を約１０％〜４０％強化することができる。このように実質的にストロークの長 さを縮めることによって、クランプ装置がツールユニットをより小さなツールの 包絡線内に保持し、より小さなスプリングパッケージを用いることが可能になる 。上記のような改良により、従来のクランプ機構と同じ保持力を達成するのに必 要なスプリング力が小さくてすむので、より長くもつスプリング要素（一般的に はベルビルワッシャー）を有するより小さなスプリングパッケージを使用しても よい。或いは、標準のサイズ及び強度を有するスプリングパッケージを使用して 、短いストローク機構から実質的に大きな保持力を生成し、より優れたツールの 剛 性及び正確性を提供してもよい。 図面の簡単な説明 図１は、本発明のクランプ機構により固定されたタイプのツールユニットの斜 視図である。 図２は、図１に表されたツールユニットをライン２−２で切り取った側断面図 である。 図３は、図１及び図２のツールユニットをツールサポーターに着脱可能に接続 する本発明のクランプ機構の側断面図である。 図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、本発明のクランプ機構の１つの実施の形態が、 どのようにツールユニットをツールサポーターに着脱可能に固定するかを表す側 断面図である。 図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、本発明のクランプ機構の第二の実施の形態が、 どのようにツールユニットをツールサポーターに着脱可能に連結するかを表す。 図６は、従来技術のクランプ装置のキャニスター部材、球形ロック要素、及び 球形ロックロッドのカム部分の部分的な拡大側断面図であり、球形ロック要素を ロック位置に持っていくのに必要なロックロッドストロークの長さＬ₁を表す。 図７は、本発明のクランプ機構の１つの実施の形態のキャニスター部材、球形 ロック要素、及び球形ロックロッドのカム部分の部分的な拡大側断面図であり、 球形ロック要素をロック位置に持っていくのに必要な短いロックロッドストロー クの長さＬ₂を表す。 図８は、本発明のクランプ機構の第二の実施の形態のキャニスター部材、球形 ロック要素、及び球形ロックロッドのカム部分の部分的な拡大側断面図であり、 開口部の壁の１つが角度付けられており、球形ロック要素をロック位置に持って いくのに必要なより短いロックロッドストロークの長さＬ₃を表す。 図９は、本発明のクランプ機構の第三の実施の形態のキャニスター部材、球形 ロック要素、及び球形ロックロッドのカム部分の部分的な拡大側断面図であり、 開口部の壁の両側が角度付けられ、ロックロッドのストロークを短く保ちながら どのようにグリップ力を強化するかを表す。好適な実施の形態の詳細な記述 図１及び図２を参照すると、本発明のクランプ機構に使用されるツールユニッ ト１０は、切削工具を保持するための前端部１２、及びツールサポーターへの接 続のための後方管形シャンク１６を含む。前端部１２は窪み又はポケット１４を 含み、この窪み又はポケット１４はインデックス可能切削差し込み工具、ロック ブラケット、及びシム（図示せず）を受け取るための通常のデザインである。前 端部１２と管形シャンク１６との間の接続部分は環状接合面１７であり、この接 合面１７は、クランプ機構によりツールユニットがこのようなサポーターに連結 されているときはツールサポーターの環状面に係合する。この接合面１７は平ら であり、管形シャンク１６の長手方向軸に関して直行方向に向けられている。 図２に示したように、管形シャンク１６は、一片のスチールでできたツールユ ニット１０の前端部１２と一体化して好ましくは形成され、円錐台形である。シ ャンク１６は、本明細書中において以下に記載されているクランプ機構の球形ロ ック要素を受け取るための一対の対向する開口１８ａ、ｂを含む。開口１８ａ、 ｂの壁２０の円周の周りは円筒形ではなく、そのかわりにクランプ機構のシャン ク１６と球形ロック要素とを簡単にロック係合させるための傾斜壁部分３０（図 ２に図示）を含む。管形シャンク１６の内部表面２２は、ロック機構のキャニス ター部材の外側表面に密接して噛み合わされるように実質的に円箇形である。シ ャンクの外側表面２４は、ツールユニット１０とツールサポーターとの間の結合 を中央に寄せて固定するために、円錐台形になっている。対向する開口１８ａ、 ｂに対して直行するように位置合わせスロット２６及び２８が配置されている。 のちに説明するように、これらのスロット２６、２８はクランプ機構のキャニス ター部材３９にある突起キー（図示せず）にフィットし、開口１８ａ、ｂとクラ ンプ機構の球形ロック要素との間の位置合わせをする。 図３を参照すると、本発明のクランプ機構３５は、図示したようなツールサポ ーター３７の中に配置されている。クランプ機構は、円錐台形のカップリング部 材４３よりなるハウジング４１内に取り付けられた円筒形キャニスター部材３９ を含む。カップリング部材４３はその遠位端、即ちカップリング部材４３とツー ルユニット１０とが結合されたときに先述のツールユニット１０の接合面１７に 対面する環状接合面４４で終わる。ツールサポーターのハウジング３７は、カッ プリング部材４３の後ろに配置されたハウジング部材４５を更に有する。キャニ スター部材３９は、ボルト４９によってカップリング部材４３に固定された環状 フランジ４７によって、ハウジング４１に固定されている。カップリング部材４ ３はボルト５１によってハウジング部材４５に固定されている。従って、キャニ スター部材３９はクランプ機構３５の動作中、ロックロッド６０に関して固定さ れたままである。 キャニスター部材３９の遠位端５３は、球形のロック要素５７ａ、ｂを架線で 示した位置に移動させる１対の対向する開口部５５ａ、ｂを含む。開口５５ａ、 ｂの壁が、ロック球５７ａ、ｂの外径より僅かに大きな内径を有する円筒形の穴 ではないということが重要である。むしろ、これらの壁はロックロッド６０の遠 位壁に対向する開口部５５ａ、ｂの側に延長部分５６を加えて形成された楕円形 スロットである。その目的についてはやがて明らかにするとする。キャニスター 部材３９の遠位端５３は、開口部５５ａ、ｂに対して直角に配置された１組の先 述の位置合わせラグ（図示せず）も含む。キャニスター部材３９の遠位端６２の 外側表面と、カップリング部材４３の内部表面との間には、ツールユニット１０ を受け取るための円錐台形型ソケット５９が画定されている。 キャニスター部材３９及びロック球５７ａ、ｂに加えて、本発明のクランプ機 構は更にロックロッド６０を含み、このロックロッド６０は軸Ａに沿って想像線 で示された位置まで往復移動可能である。ロックロッド６０は遠位端６２を有し 、この遠位端６２はキャニスター部材３９の遠位端５３の中に同心に配置され且 つこれに関してスライド状に移動可能である。この遠位端６２は対向するカム部 分６４ａ、ｂを含み、半径方向に且つある程度軸方向にロック球５７ａ、ｂを移 動させてソケット６６の内外に移動させる。カム部分６４ａ、ｂの各々は窪み６ ６及び傾斜６８を含み、この窪み６６は球５７ａ、ｂを部分的に補足する形状で あり、傾斜６８はこの窪み６６の片側からロッド６０の遠位端６２の方へ伸びて いる。本発明において、カム部分６４ａ、ｂの軸位置はロックロッド６０の遠位 端 ６２からキャニスター部材の開口部５５ａ、ｂの各々の延長部分５６の軸方向の 長さに等しい距離だけ離される。ロックロッド６０は一体型に形成されたストッ プフランジ７０を更に有し、このストップフランジ７０はキャニスター部材の環 状壁７１に係合してロックロッド６０の遠位方向のストロークを阻止する。ロッ クロッド６０の基部端は、キャニスター部材３９の基部端内にスライド可能に取 り付けられた円筒形シャフト７２から形成される。シャフト７２はスプリング保 持器７３のところで終端する。スタックされベルビルワッシャー７４より形成さ れたスプリングパッケージはスプリング保持器７３に張力を一定に加え、これに よりロックロッド６０を想像線で表したロック位置に位置させる。 ロックロッド６０の遠位端は、ツールユニット１０を離脱させようとするとき 、カップリング部材４３からツールユニット１０を物理的に押し退けるために機 能する。そのため、ツールユニット１０がカップリング部材４３から押し出され て開放されなければなれない場合、ロックロッド６０の遠位端はツールユニット に対してこのように接触するように設置されなければならない。 このクランプ機構３５の第一の実施の形態の操作について、図４Ａ、４Ｂ及び ４Ｃを参照して以下に記載する。クランプ操作の第一段階において、図４Ａに図 示されているが、ツールユニット１０の管形シャンク１６はツールサポーター３ ７の円錐台形ソケット５９に噛み合わせ係合するように位置合わせされる。特に 、スロット２６、２８は、キャニスター部材３９の遠位端５３の内部にある先述 の位置合わせラグ（図示せず）に位置合わせされる。ロックロッド６０は次に、 ベルビルワッシャー７４のスタックのスプリングバイアスを超過するくらい充分 な力でキャニスター部材３９の遠位端５３の方へと押される。これによりスプリ ングワッシャー７４を押圧し、ロックロッド６０のストップフランジ７０をキャ ニスター部材３９の環状壁７１に図示されたように係合させ、ロック球５７ａ、 ｂをカム部分６４ａ、ｂの各々の窪み６６の中に完全に受け入れさせる。この位 置では、ロック球５７ａ、ｂはソケット５９がツールユニットの管形シャンク１ ６へ挿入されるのを妨げない。 図４Ｂを参照すると、管形シャンク１６はソケット５９に挿入されている。次 にクランプ機構３５のオペレータはスプリングワッシャー７４に加えられた圧縮 力を開放する。広がったスプリングワッシャー７４は次に往復移動可能ロックロ ッド６０のシャフト７２をキャニスター部材３９の遠位端５３から引き戻す。ロ ックロッド６０がこのように引き戻されたあと、ロック球５７ａ、ｂはキャニス ター部材の開口部５５ａ、ｂの壁によって、これらの開口部の延長部分５６の反 対側で係合される。このように係合されるとロック球５７ａ、ｂはカム部分６４ ａ、ｂの各々の球形の窪み６６から外れ、各ロック球５７ａ、ｂはカム部分６４ ａ、ｂの傾斜６８を上る。ロック球５７ａ、ｂがそれぞれのカム部分６４ａ、ｂ の傾斜６８を上っていくと、キャニスター部材の開口部５５ａ、ｂの延長された 壁５６によってこれらの球が軸方向及び半径方向に移動し、ツールユニットのシ ャンクの開口部１８ａ、ｂのテーパー壁に係合することに注意されたい。更に、 ロック球５７ａ、ｂの軸方向の移動は、ロックロッド６０の軸移動の方向と反対 方向である。以下により詳細に示すように、これはロッド６０を非ロック位置か らロック位置まで移動させるのに必要なロックロッドのストロークの長さを距離 Ｘ₁だけ縮めるという有利な効果を有する（図７）。 スプリングワッシャー７４が最終的にロックロッド６０を図４Ｃで表された位 置に引っ張ったとき、各カム部分６４ａ、ｂの傾斜６８はこれらの球を固く楔止 めしてキャニスター部材の開口部５５ａ、ｂの延長部分５６を画定する壁と、ツ ールユニット１０のロック球受け取り開口部１８ａ、ｂの各々の傾斜壁３０との 間でロック係合させる。この位置で、ロック球５７ａ、ｂはツールユニット１０ をキャニスター部材３９に固くグリップする。 図５Ａ〜図５Ｃは、本発明の他の実施の形態の動作を表す。この実施の形態は 、キャニスター部材の開口部５５ａ、ｂの延長部分５６を画定する壁７５がそれ ぞれのロック球の方に傾斜されていること以外は、図４Ａ〜図４Ｃに図示された 実施の形態と同じ構造を有する。この好適な実施の形態において、壁７５は、往 復移動軸Ａから放射状に延びるラインＲに関して角度Ｂ（約１０°〜２０°、最 も好ましくは１５°）で傾斜されている。 図５Ａ〜図５Ｃに図示された実施の形態は、キャニスター部材の開口部５５ａ 、 ｂの各々の壁７５を角度付けして球５７ａ、ｂをロックロッド６０のカム部分６ ４ａ、ｂの傾斜６８に沿って軸方向により長い距離を移動させる以外は、図４Ａ 〜図４Ｃに関して記載した実施の形態と全く同じように動作する。この軸方向に 追加された移動成分は、ロック球５７ａ、ｂと傾斜壁７５との間の正接ポイント から角度Ｂの軸方向の成分Ｘ₂（図８）にほぼ等しい。ロック球５７ａ、ｂの軸 移動成分をこのように増大させることは、ロックロッド６０のストロークを短く するのに大きく貢献する。このことについては以下に詳しく説明する。 図６、図７及び図８は、従来技術のクランプ機構のロックストロークの長さと 、本発明のクランプ機構３５の第一及び第二の実施の形態のロックストロークの 長さとを比較している。図６に表された従来のクランプ機構において、キャニス ター部材の開口部５４ａ、ｂ（図では５４ａのみが図示されている）は円形であ り、各ロック球５７ａ、ｂの外径とほぼ同じサイズの内径を有する。従って、ロ ックロッド６０はロック球５７ａ、ｂを図示されたロック位置に持ち上げるため に軸方向のストローク距離Ｌ₁だけ移動しなければならない。 これに対し、図７に図示されたクランプ機構３５の第一の実施の形態において 、キャニスター部材３９の開口部５５ａ、ｂは図示されたような延長部分５６を 有する。この延長部分５６によって、ロックロッド６０が図示された位置に引き 戻されたとき、ロック球５７ａ、ｂは半径方向だけでなく軸方向にもいくらか移 動することができる。延長部分５６によって提供された軸方向の移動成分によっ て、ロック球５７ａ、ｂはロックロッド６０のより短いストロークＬ₂でツール ユニット１０の傾斜壁３０に係合することができる。この実施の形態において、 ロック球５７ａ、ｂの直径に対する延長部分５６の長さは約２０％であり、これ により従来技術のクランプ機構のロックロッドストロークの長さＬ₁に対してス トロークの長さＬ₂は約２０％短くなる。ロックロッド６０がツールユニット１ ０に押しのけられる場合、ロッド６０ストロークをより短くすると、ロックロッ ド６０を改良する必要があることに注意されたい。ロックロッド６０の遠位端は 、ロックロッド６０のストロークの短縮された分の長さとほぼ等しい距離だけ更 にカム部分６６から離れている。これによりロックロッド６０はツールユニット １０ に接触及び衝突し、これを開放することができる。 図８に図示した本発明の第二の実施の形態において、キャニスター部材の開口 部５５ａ、ｂの延長部分５６のエッジを画定する壁７５を角度付けることによっ て、球５７ａと傾斜壁７５との正接ポイントからこの壁の底まで距離Ｘ₂だけ開 口部を広げる。このように開口部を広げることによって、ロックロッド６０が引 き戻されるときにロック球５７ａ、ｂに生じる軸移動の距離が更に長くなり、こ れにより更に短いロックロッドストロークＬ₃でもロック球５７ａ、ｂを図示さ れた作業位置に持っていく。壁７５を長手方向の軸Ａから放射状に延びるライン に関して約１５°に傾斜させた場合、開口部５５ａ、ｂを単に長くした場合に得 られる２０％の短縮から更に８％、ロックロッドストロークＬ₁を縮めることが できる。従って、図８に図示された実施の形態のロックロッドストロークＬ₃は 、従来のクランプ機構のロックロッドストロークＬ₁よりも約２８％短く、３７ ％まで短くしてもよい。ここでも、ロックロッドがツールユニットに押しのける 場合、ロックロッド６０ストロークを短くするとロックロッド６０を修正する必 要があることに注意されたい。ロックロッド６０の遠位端は、カム部分６６から の長さをロックロッド６０のストロークを短縮した分とほぼ同じ距離だけより長 くするべきである。 これまでに記載した各実施の形態はロックロッドストロークを短くしようとす る設計を例示してきたが、図９に表された第４の実施の形態は、この利点を保ち ながら更にクランプ力を強化する。これは、開口部の壁７５の反対側の開口部の 壁７６を傾斜させることによって達成される。この実施の形態において、延長さ れたキャニスター開口部５５ａ、ｂの各々の開口壁７６は開口壁７５と同様に傾 斜されている。更に詳細には、壁７６は長手方向軸Ａから放射状に延びるライン ＲＲに関して約１０°〜２０°、好ましくは１５°の角度に傾斜されている。こ のように開口壁７６を傾斜させることは、ロックロッド６０の移動距離をＬ３か らＬ４に僅かに長くするだけで、クランプ機構３５のグリップ力を増大させると いう利点がある。 クランプ力が強化されたことは、図９に表された角度Ｍ及びＮを参照すると 最 もよく分かる。ロック球５６ａを図９に表したロック位置に放射方向に外側に押 し出す場合、その球の壁はツールユニット１０の開口部の傾斜部分３０と延長さ れた開口部５５ａの傾斜壁７６との両方に角度Ｍで係合する。角度Ｍは開口部の 壁７６からのライン及びツールユニットの開口部の壁３０のテーパー部分からの ラインの射影によって画定される。この射影は原点７７で交差する。 一方、角度Ｎは、開口部の壁７６の以前の傾きを反映するラインＲ及びツール ユニットの開口部の壁３０のテーパー部分によって画定される。ロック球５７ａ はロックロッド６０の傾斜６７から力で移動させられることによってこれらの表 面と楔形に係合する。角度Ｍは角度Ｎより小さいので、ロック球５７ａは角度Ｎ によって画定されたこれらの表面の間よりも角度Ｍによって画定されたこれらの 表面の間に大きな機械的利点を生じさせる。この修正された配置によって、元の 配置を用いて生成されるクランプ力より３０％のオーダーで高いクランプ力を提 供する。 この配置は、元々垂直であった開口壁７６の一部を切り取って構成してもよい 。この場合、ロックロッド６０の移動が図９に表された距離Ｘ３だけ僅かに延び るかもしれない。しかし、それでもロックロッド６０のストロークは図６の従来 技術のストロークよりも全体的に短い。 本発明は好適な実施の形態に関して記載されてきたが、当業者には様々な修正 、改定、及び追加が行われることができることが明白であろう。このような改定 、修正、及び追加の全てを、添付の請求項によってのみ制限される本発明の範囲 内に含むことが意図される。

【手続補正書】 【提出日】平成９年１２月１７日（１９９７．１２．１７） 【補正内容】 （１）明細書第２頁第５行の「遠位端６２の横断面図が表されている。この遠位 端６２」を、『遠位端５３の横断面図が表されている。この遠位端５３』と訂正 する。 （２）明細書第７頁第１６行の「遠位端６２」を、『遠位端５３』と訂正する。 （３）明細書第７頁第２５行の「ソケット６６」を、『窪み６６』と訂正する。 （４）図面の図６〜図９を、添付した図６〜図９に訂正する。 【図６】 【図７】【図８】 【図９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ 【要約の続き】 ケージの剛性が増し、使用寿命が長くなるという利点を 有する。ロック要素とツールユニットとの間のロック係 合力を向上させるために開口部の壁を傾斜させてもよ い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ツールユニットをツールサポーターに着脱可能に接続するためのクランプ 装置であって、 少なくも１つのロック要素を含み、 前記ツールユニットに組み合わせ可能で、ロック要素を通す開口部を含むキャ ニスター部材を含み、 長手軸に沿ってストローク距離を往復移動可能なロックロッドを含み、前記ロ ックロッドは、キャニスターの開口部を通して前記軸に関して半径方向にロック 要素を移動させて非ロック位置からツールユニットにロック係合させるためのカ ム部分を有し、 キャニスター部材の前記開口部は、ロック要素に適合する円筒形から長手方向 軸に沿って延長されており、これによってロック要素を半径方向と同様にカム部 分に沿って軸方向に移動させ、開口部がロック要素に適合する円筒形である場合 に必要なストロークよりもロックロッドの軸方向のストローク距離をより短くし てロック要素を非ロック位置からツールユニットにロック係合させるための少な くとも１つの延長された壁を画定する、 クランプ装置。 ２．開口部が前記軸に沿ってロック要素の長さの５％〜３０％延長された、請 求項１のクランプ装置。 ３．開口部が前記軸に沿ってロック要素の長さの約１７％〜２３延長された、 請求項２に記載のクランプ装置。 ４．開口部が前記軸に沿ってロック要素の長さの２０％延長された、請求項３ に記載のクランプ装置。 ５．カム部分が非ロック位置にあるロック要素を受け取るための窪みと、ロッ ク要素をロック位置に半径方向に移動させるための前記軸に沿った窪みの片側の 傾斜とを含む、請求項１に記載のクランプ装置。 ６．開口部がカム部分の傾斜から反対側の部分で延長されている、請求項５に 記載のクランプ装置。 ７．ロックロッドのカム部分が、開口部の延長部分と同じ方向に前記軸に沿っ て開口部の延長部の長さに等しい距離のところに配置される、請求項６に記載の クランプ装置。 ８．ロックロッドはツールユニットに面する遠位端を含み、カム部分が遠位端 に向かって配置された、請求項７に記載のクランプ装置。 ９．延長されたキャニスター開口部の延長された壁が、ロックロッドの軸方向 のより短いストローク移動でロック要素を移動させてツールユニットとロック係 合させるために、前記軸から放射状に投影されたラインに関して鋭角に傾斜され ている、請求項１に記載のクランプ装置。 １０．前記鋭角が前記放射状のラインに関して約５°〜２０°である、請求項 ９に記載のクランプ装置。 １１．前記延長された壁の反対側のキャニスターの壁が傾斜されており、ロッ ク要素とツールユニットとの間の楔状のロック係合力を増大させる機能を有する 、請求項９に記載のクランプ装置。 １２．キャニスター部材の延長された開口部がロックロッドのカム部分の傾斜 から反対の端部に近位壁を、及び前記カム部分の傾斜に隣接した対向側端部に遠 位壁を含み、前記傾斜壁が近位壁であってロックロッドの軸方向のストロークを 短くする機能を有する、請求項９に記載のクランプ装置。 １３．キャニスター部材の延長された開口部がロックロッドの傾斜のカム部分 から反対の一端に近位壁を、及び前記カム部分の傾斜に隣接した対向端に遠位壁 を含み、前記傾斜壁が遠位壁である、請求項９に記載のクランプ装置。 １４．キャニスター部材の延長された開口部が、ロックロッドのカム部分の傾 斜から反対側の一端にロックロッドの軸方向のストロークを短くするための傾斜 された近位壁を、及び前記ロックロッドのカム部分の傾斜に隣接した対向端にロ ック要素とツールユニットとの間の楔状のロック係合力を強化させるための傾斜 された遠位壁を含む、請求項９に記載のクランプ装置。 １５．ツールユニットをツールサポーターに着脱可能に連結するためのクラン プ装置であって、前記クランプ装置はツールユニットと組合せ可能なキャニスタ ー部材と軸に沿って往復ストロークするロックロッドとを有するタイプの装置で あって、前記キャニスター部材は球形ロック要素を通すための円形開口部を含み 、前記開口部の直径は前記球形ロック要素の直径とほぼ同じくらいの大きさであ り、前記ロックロッドは前記球形ロック要素を前記開口部を通して軸に関して半 径方向に移動させて前記キャニスター部材をツールユニットにロック係合させた り非ロック係合させたりするためのカム部分を含み、前記クランプ装置が、 キャニスター部材の円形開口部において軸に沿った延長部を含み、この延長部 によって球形ロック要素を半径方向と同様にカム部分に沿って軸方向に移動させ 、開口部が円筒形である場合よりも短いロックロッドの軸方向のストロークで、 球形ロック要素をツールユニットにロック係合させる、 クランプ装置。 １６．ツールユニットをツールサポーターに着脱可能に連結するためのクラン プ装置であって、前記クランプ装置がツールユニットと組合せ可能なキャニスタ ー部材と長手方向軸に沿って往復ストロークするロックロッドとを有するタイプ の装置であって、前記キャニスター部材は球形ロック要素を通すための円形開口 部を含み、前記開口部の直径は前記球形ロック要素の直径とほぼ同じぐらいの大 きさであり、前記ロックロッドは前記球形ロック要素を前記開口部を通して軸に 関して半径方向に移動させて前記キャニスター部材をツールユニットにロック係 合させたり非ロック係合させたりするためのカム部分を含み、前記クランプ装置 は、 キャニスター部材の円形開口部の軸に沿った延長部を含み、この延長部によっ て球形ロック要素を半径方向と同様にカム部分に沿って軸方向に移動させ、より 短いロックロッドの軸方向のストロークで、球形ロック要素をツールユニットに ロック係合させる、 クランプ装置。 １７．各開口部の前記延長部を画定する壁が、軸に直行するラインに関して鋭 角に傾斜されており、より短いロックロッドの軸方向のストロークでロック要素 をツールユニットにロック係合させる、請求項１６に記載のクランプ装置。 １８．前記鋭角が、長手方向軸に垂直なラインＲに関して約１０°〜４５°で ある、請求項１７に記載のクランプ装置。 １９．各開口部の対向する壁がロック要素とツールユニットのとの間の楔状の ロック係合力を増大させるように傾斜されている、請求項１７に記載のクランプ 装置。 ２０．キャニスター部材の延長された開口部が、ロックロッドのカム部分の傾 斜から反対側の一端にロックロッドの軸方向のストロークを短くするための傾斜 された近位壁と、ロックロッドのカム部分の傾斜に隣接した対向端にロック要素 とツールユニットとの間の楔状のロック係合力を増大させるための傾斜された遠 位壁とを含む、請求項１９に記載のクランプ装置。 ２１．ツールユニットをツールサポーターに着脱可能に連結するためのクラン プ装置であって、前記装置がツールユニットに組合せ可能なキャニスター部材と 長手方向軸に沿って往復ストロークするロックロッドとを有するタイプの装置で あって、前記ロックロッドはキャニスターの開口部を通してロック要素を前記軸 に関して半径方向に移動させてツールユニットに楔状にロック係合させるための カム部分を有し、キャニスターの開口部の軸端を画定する壁が前記軸に関して直 行しており、前記クランプ装置が、 ロック要素を半径方向と同様にカム部分に沿って軸方向に移動させるためにロ ックロッドに最も近い各開口部の部分を軸に沿って広げるように、前記直行壁に 関して各開口部の壁の片側を位置合わせし、これによってより短いロックロッド の軸方向のストロークでロック要素を楔状にロック係合させるよう改良されてい る、 クランプ装置。 ２２．カム部分の各々が、ロック要素を受け取るための窪みと、前記窪みの片 側にロック要素を半径方向に移動させるための傾斜とを含み、前記開口部が、傾 斜の反対側に角度付けられた近位端壁を含む、請求項２１に記載のロック装置。 ２３．角度付けられた近位開口部壁がストローク軸に直行するラインに関して 約１０°〜２０°に傾斜され、前記ロックロッドのストロークの長さが約７％〜 ９％短かくされた、請求項２２に記載のクランプ装置。 ２４．ロック要素をロックロッドのカム部分に沿って軸方向に移動させるため に、キャニスター部材の開口部の各々が軸に沿って延長部分を含み、これにより ロックロッドのより短い軸方向のストロークで前記ロック要素をツールユニット にロック係合させる、請求項２１に記載のクランプ装置。 ２５．ロックロッドの軸方向のストロークを短くするために各開口部の片側の 壁が各々のロック要素の方へ向けて傾斜されており、ロック要素とツールユニッ トとの間の楔状のロック係合力を増大させるために各開口部の対向側の壁が各々 のロック要素から離れて傾斜されている、請求項２１に記載のクランプ装置。 ２６．各カム部分が、ロック要素を受け取るための窪みと、前記窪みの片側の 傾斜にロック要素を半径方向に移動させるための傾斜とを含み、各開口部の第一 の壁がロックロッドのカム部分の傾斜から反対側にあり、各開口部の対向側の壁 がロックロッドのカム部分の傾斜の近くにある、請求項２５に記載のクランプ装 置。