JP3448302B2 - 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
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Info
- Publication number
- JP3448302B2 JP3448302B2 JP53169996A JP53169996A JP3448302B2 JP 3448302 B2 JP3448302 B2 JP 3448302B2 JP 53169996 A JP53169996 A JP 53169996A JP 53169996 A JP53169996 A JP 53169996A JP 3448302 B2 JP3448302 B2 JP 3448302B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- opening
- locking element
- wall
- locking
- tool unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/107—Retention by laterally-acting detents, e.g. pins, screws, wedges; Retention by loose elements, e.g. balls
- B23B31/1071—Retention by balls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
- B23B29/04—Tool holders for a single cutting tool
- B23B29/046—Tool holders for a single cutting tool with an intermediary toolholder
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T279/00—Chucks or sockets
- Y10T279/17—Socket type
- Y10T279/17666—Radially reciprocating jaws
- Y10T279/17692—Moving-cam actuator
- Y10T279/17743—Reciprocating cam sleeve
- Y10T279/17752—Ball or roller jaws
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/94—Tool-support
- Y10T408/95—Tool-support with tool-retaining means
- Y10T408/957—Tool adapter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/309352—Cutter spindle or spindle support
- Y10T409/309408—Cutter spindle or spindle support with cutter holder
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T82/00—Turning
- Y10T82/25—Lathe
- Y10T82/2585—Tool rest
- Y10T82/2589—Quick release tool or holder clamp
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Jigs For Machine Tools (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
- Workshop Equipment, Work Benches, Supports, Or Storage Means (AREA)
- Clamps And Clips (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
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08/423,617号に基づく一部係属出願である。
出願第08/423,617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。
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。
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（mata
ble）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、040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。
に、ツールユニットの管型端部に組み合わせ可能（mata
ble）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、040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53の横断面図
が表されている。この遠位端53は、部材39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。
いる。ここでは、キャニスター39の遠位端53の横断面図
が表されている。この遠位端53は、部材39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。
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ば望ましい。
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ば望ましい。
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。
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
％〜30％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。
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
％〜30％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、ストロ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。
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、ストロ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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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筒形である。
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。
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筒形である。
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43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。
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43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53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。
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53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57
a、ｂを移動させて窪み66の内外に移動させる。カム部
分64a、ｂの各々は窪み66及び傾斜68を含み、この窪み6
6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。スタックされた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。
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57
a、ｂを移動させて窪み66の内外に移動させる。カム部
分64a、ｂの各々は窪み66及び傾斜68を含み、この窪み6
6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。スタックされた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。
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
37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16へ挿入されるのを妨げない。
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
37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16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64a、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64a、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55
a、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）。
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64a、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64a、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55
a、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64
a、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4Cで表された位置に引っ張ったとき、各カム部分64
a、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55
a、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。
す。この実施の形態は、キャニスター部材の開口部55
a、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57
a、ｂをロックロッド60のカム部分64a、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57
a、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。
部材の開口部55a、ｂの各々の壁75を角度付けして球57
a、ｂをロックロッド60のカム部分64a、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57
a、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。
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55
a、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L
2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10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。
の実施の形態において、キャニスター部材39の開口部55
a、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L
2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10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57
a、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57
a、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。
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57
a、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57
a、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。
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。
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。
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。
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。
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。
フロントページの続き
(56)参考文献 特表 平５−505349（ＪＰ，Ａ)
特表 平３−500511（ＪＰ，Ａ)
特許3335361（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23B 29/00
B23B 31/107
B23B 31/117
Claims (23)
- 【請求項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
めの延長された壁を画定し、 前記延長されたキャニスター開口部の前記延長された壁
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、 クランプ装置。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項９】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１に記載のクランプ装置。 - 【請求項１０】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１に記載のクランプ装置。 - 【請求項１１】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
１に記載のクランプ装置。 - 【請求項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１に記載のクランプ装置。 - 【請求項１３】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長手軸に沿って延長さ
れた壁を形成する延長部を含み、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、前記開口部が円筒形である場合よりも、
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、 前記延長されたキャニスター開口部の前記延長された壁
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、 クランプ装置。 - 【請求項１４】各開口部の前記延長部を画定する壁が、
軸に直交するラインに関して鋭角に傾斜されて傾斜壁を
画定しており、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13に記載のクランプ装置。 - 【請求項１５】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14に記載のクラ
ンプ装置。 - 【請求項１６】長手方向軸に沿った各傾斜された壁に対
向する壁も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14に記載のクランプ装置。 - 【請求項１７】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16に記載のクランプ装置。 - 【請求項１８】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交しており、
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、前記直交壁に関して各
開口部の直交壁の片側を傾斜し、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。 - 【請求項１９】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18
に記載のロック装置。 - 【請求項２０】前記キャニスター部材の前記延長された
開口部が、ロックロッドのカム部分の前記傾斜とは反対
側の端部に角度付けられた近位開口部壁を含み、 前記角度付けられた近位開口部壁がストローク軸に直交
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19に記載のクランプ装置。 - 【請求項２１】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18
に記載のクランプ装置。 - 【請求項２２】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直交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直交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18に記載のクランプ装置。 - 【請求項２３】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22に記載のクランプ装置。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/423,617 US5927168A (en) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | Tool unit clamping apparatus having improved short stroke locking mechanism |
| US08/423,617 | 1995-04-17 | ||
| US08/523,617 | 1995-04-17 | ||
| US08/575,712 US5694820A (en) | 1995-04-17 | 1995-12-20 | Tool unit clamping apparatus having improved short stroke locking mechanism |
| US08/575,712 | 1995-12-20 | ||
| PCT/US1996/001649 WO1996033038A1 (en) | 1995-04-17 | 1996-02-07 | Tool unit clamping apparatus having improved short-stroke locking mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002507937A JP2002507937A (ja) | 2002-03-12 |
| JP3448302B2 true JP3448302B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=27026073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53169996A Expired - Fee Related JP3448302B2 (ja) | 1995-04-17 | 1996-02-07 | 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 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5694820A (ja) |
| EP (1) | EP0821628B1 (ja) |
| JP (1) | JP3448302B2 (ja) |
| AT (1) | ATE186487T1 (ja) |
| CA (1) | CA2215806C (ja) |
| DE (2) | DE821628T1 (ja) |
| ES (1) | ES2114513T3 (ja) |
| WO (1) | WO1996033038A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29718726U1 (de) * | 1997-10-10 | 1999-02-18 | Kuka Schweissanlagen Gmbh | Wechselkupplung |
| US6000306A (en) * | 1998-06-12 | 1999-12-14 | Kennametal Inc. | Side activated tool unit clamping apparatus using mechanical advantage |
| SE527919C2 (sv) * | 2004-04-02 | 2006-07-11 | Truconex Engineering Ab | Kopplingsanordning |
| US8376671B2 (en) | 2007-08-06 | 2013-02-19 | Makino Milling Machine Co., Ltd | Tool holder |
| US8262098B2 (en) * | 2008-02-05 | 2012-09-11 | Robert Bosch Gmbh | Rotary tool system with centering member |
| US8220804B2 (en) * | 2009-02-05 | 2012-07-17 | Kennametal Inc. | Toolholder assembly with axial clamping mechanism |
| US8151673B2 (en) * | 2009-09-23 | 2012-04-10 | Kennametal Inc. | Off-axis spring held clamping unit |
| US8807880B2 (en) * | 2009-11-02 | 2014-08-19 | Kennametal Inc. | Toolholder coupling for high pressure coolant |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1861099A (en) * | 1930-01-25 | 1932-05-31 | Wallace W Smith | Multiple drilling mechanism |
| DE874855C (de) * | 1950-06-04 | 1953-04-27 | Karl Heyer | Schnellwechselfutter fuer Werkzeugmaschinen, insbesondere Bohrmaschinen, Fraesmaschinen, Drehbaenke |
| US2926020A (en) * | 1958-01-02 | 1960-02-23 | Pacific Tool And Mfg Co | Quick-change chuck |
| US4209182A (en) * | 1978-10-05 | 1980-06-24 | Cooper Industries, Inc. | Bit retainer for screwdriver |
| DE2934428A1 (de) * | 1979-08-25 | 1981-03-26 | Wera-Werk Hermann Werner Gmbh & Co, 42349 Wuppertal | Spannfutter fuer werkzeug-einsatzstuecke, insbesondere schraubendreherbits |
| DE3606331A1 (de) * | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Bosch Gmbh Robert | Staubabdichtung |
| US4708040A (en) * | 1987-01-27 | 1987-11-24 | Kennametal Inc. | Lock rod and apparatus for holding a toolholder |
| US4747735A (en) * | 1987-01-27 | 1988-05-31 | Kennametal Inc. | Toolholder and method of releasably mounting |
| US4726268A (en) * | 1987-01-27 | 1988-02-23 | Kennametal Inc. | Clamping apparatus for holding a toolholder shank |
| US4726269A (en) * | 1987-01-27 | 1988-02-23 | Kennametal Inc. | Toolholder assembly |
| US4736659A (en) * | 1987-01-27 | 1988-04-12 | Kennametal Inc. | Apparatus for holding a toolholder shank |
| US4723877A (en) * | 1987-01-27 | 1988-02-09 | Kennametal Inc. | Toolholder |
| FR2629376B1 (fr) * | 1988-04-01 | 1994-04-29 | Prospection & Inventions | Porte-outil de foreuse, en particulier pour foret avec ou sans rainure d'entrainement |
| US4932295A (en) * | 1988-08-30 | 1990-06-12 | Kennametal Inc. | Automatic clamping unit for receiving and holding a tool holder |
| US4951536A (en) * | 1988-09-07 | 1990-08-28 | Kennametal Inc. | Tool holder having integral wedge clamping mechanism |
| US5193954A (en) * | 1991-10-30 | 1993-03-16 | Gte Valenite Corporation | Universal tool connection |
| US5173017A (en) * | 1991-12-20 | 1992-12-22 | Kennametal Inc. | Apparatus to adapt a toolholder for mounting to a base member |
| US5245896A (en) * | 1992-08-19 | 1993-09-21 | Kennametal Inc. | Quick-change tool holder with center height adjustment mechanism |
| US5261302A (en) * | 1992-10-07 | 1993-11-16 | Kennametal Inc. | Quick-change tool holder with adjustment mechanism for repeatable center-height adjustment |
| JP3261180B2 (ja) * | 1992-10-26 | 2002-02-25 | エヌティーツール株式会社 | 工具取付装置 |
-
1995
- 1995-12-20 US US08/575,712 patent/US5694820A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-02-07 ES ES96903797T patent/ES2114513T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-07 AT AT96903797T patent/ATE186487T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-02-07 CA CA002215806A patent/CA2215806C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-07 WO PCT/US1996/001649 patent/WO1996033038A1/en active IP Right Grant
- 1996-02-07 DE DE0821628T patent/DE821628T1/de active Pending
- 1996-02-07 DE DE69605110T patent/DE69605110T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-07 JP JP53169996A patent/JP3448302B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-07 EP EP96903797A patent/EP0821628B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE186487T1 (de) | 1999-11-15 |
| WO1996033038A1 (en) | 1996-10-24 |
| CA2215806A1 (en) | 1996-10-24 |
| ES2114513T1 (es) | 1998-06-01 |
| JP2002507937A (ja) | 2002-03-12 |
| DE69605110D1 (de) | 1999-12-16 |
| EP0821628B1 (en) | 1999-11-10 |
| EP0821628A1 (en) | 1998-02-04 |
| US5694820A (en) | 1997-12-09 |
| CA2215806C (en) | 2003-11-25 |
| DE69605110T2 (de) | 2000-05-31 |
| DE821628T1 (de) | 1998-07-16 |
| ES2114513T3 (es) | 2000-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3335361B2 (ja) | グリップ力の大きいロック機構を有するツールユニットクランプ装置 | |
| JP2641929B2 (ja) | 穴あけ・たがね工具用工具ホルダー及び工具 | |
| JP3448302B2 (ja) | 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 | |
| US6212977B1 (en) | Spring chuck | |
| EP0513044B1 (en) | Quick change clamping mechanism | |
| JPH0248363B2 (ja) | ||
| CA2332907C (en) | Side activated tool unit clamping apparatus using mechanical advantage | |
| KR100610349B1 (ko) | 공구보지기 조립체 | |
| US5927168A (en) | Tool unit clamping apparatus having improved short stroke locking mechanism | |
| US6966728B1 (en) | Toolholder assembly | |
| JP3169339B2 (ja) | 工具着脱装置 | |
| JPH0141446B2 (ja) | ||
| MXPA97006685A (en) | Tool unit clamping device making a blocking mechanism with force desugecion increment | |
| JPH0446685B2 (ja) | ||
| JP3254442B2 (ja) | コアドリルのコア体ロック装置 | |
| JPH0343003B2 (ja) | ||
| MXPA00011943A (en) | Side activated tool unit clamping apparatus using mechanical advantage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S802 | Written request for registration of partial abandonment of right |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R311802 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070704 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080704 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080704 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090704 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |