JPH09504083A - カム及びウェッジ型セルフロッキングメカニズム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はスクリュー、ボルト、ロックロッド等の回転部材をロッキングするためのセルフロッキングメカニズムに関する。ツールブロック（１２２）内にツールホルダ（１２６）を固定するロックロッド（５０）の場合には、本発明のセルフロッキングメカニズム（１０）は、少なくとも１つのウェッジ表面（２６）を有する回転キャリア（１４）とロックロッド（５０）との間に連結される少なくとも１つのカム表面（５２）を含む。回転キャリア（１４）、ウェッジ表面（２６）、及びカム表面（５２）は、ロックロッド（５０）がロック位置とロック解除位置との間で回転される時に、ドライバにより一体となって回転されることができるよう、成形及び配置される。しかしながら、回転キャリア（１４）ウェッジ表面（２６）、及びカム表面（５２）は、該カム表面（５２）及びウェッジ表面（２６）がロックロッドの影響の下で、ロックロッド（５０）がロック位置になった後、ウェッジされたセルフロッキング位置に移動するように配置及び成形される。ドライバ（１６）は、カム表面（５２）及びウェッジ表面（２６）を互いに回転させ、ロックロッド（５０）自体がロック位置からロック解除位置へと回転されると、回転キャリア（１４）、ウェッジ表面（２６）、及びカム表面（５２）がウェッジ及びロック位置から移動され、その後回転キャリア（１４）、ウェッジ表面（２６）、及びカム表面（５２）が一体となって回転されることができるように回転キャリア（１４）、ウェッジ表面（２６）、及びカム表面（５２）に関連するよう、設計される。

Description

【発明の詳細な説明】 カム及びウェッジ型セルフロッキングメカニズム 発明の背景 本発明はツールロッキングデバイスに関し、より詳細にはツール用のカム及び ウェッジ型セルフロッキングメカニズムに関する。 発明の背景 ツール産業においては、クイックチェンジツールホルダが一般的であり、幅広 いアプリケーションに使用されている。今日広く使用されている１つのこのよう なクイックチェンジツールホルダは、ペンシルバニア州ラトローブ（Latrobe） のケンナメタル社（Kennametal Inc．）が製造販売するＫＭシリーズである。Ｋ Ｍタイプのツールホルダを完全且つ統一的に理解するために、米国特許第４，８ ３６，０６８号、第４，７４７，７３５号、第４，７３６，６５９号、第４，７ ２６，２６９号、第４，７２３，８７７号、第４，７０８，０４８号、及び第５ ，１６９，２７０号を参照されたい。ＫＭツールホルダシリーズはボールロッキ ングシステムを使用し、ツールホルダをツールブロックに保持する。ツールホル ダは、中に１つ以上のアパーチャが形成されたシャンクを含む。ねじ付きロッキ ングロッドは、ツールブロック及びホルダアセンブリの中心部を通って延在する 。ロッキングロッドには、シャンクのアパーチャとロッキングロッドとの間に配 置される１つ以上のロッキングボールと係合するのに有効なランプ又はカムが形 成される。ツールブロック内でツールホルダをロックするには、ランプ又はカム がロッキングボール（単数又は複数）と係合し、シャンクに形成されたアパーチ ャ（単数又は複数）とロック係合するようにロッキングボールを外方向に付勢す るよう、ロッキングロッドが前進する。ツールブロックからツールホルダをロッ ク解除するには、ロッキングロッドがランプ又はカムの転がりを許容するように 反対方向に引っ込み、ツールホルダのシャンクのアパーチャとのロック位置を離 れる。故に、ツールホルダとボールが内方向に向かっては係合解除され、外方向 へ向かっては係合されることになるのは、ロックロッド自体及びランプ構造体の 軸 方向の移動によってである。典型的には、この方法は、ツールホルダと完全に係 合したり、それから係合を解除したりするのに必要な軸方向の移動量を得るため に、ロックロッドの一部とネジ係合されるナットが数回転されなければならない 。 より素早い、そしてより効率的なツールホルダの係合及び係合解除を容易にす るために、クラップウィディア（Krupp Widia）は欧州特許出願第0369211号で開 示されたメカニズムを開発した。この設計では、回転可能なシャフトと該シャフ トの遠隔端に配置されたカム表面とを含むカムアセンブリが、ツールホルダのシ ャンクとのロッキング位置にボールを駆動し、ロックされた関係を維持する。カ ムアセンブリが回転すると、ボールをロックしたり係合解除したりするのはメカ ニズムの軸方向の移動ではなく、代わりにカム構造体自体の回転移動により、ロ ックされた関係が生じる。ツールホルダをシャンクを用いてロックするには、カ ムが回転され、このプロセスにおいてカム表面は１つ以上のロッキングボールと 係合し、ツールホルダのシャンクとロック係合するようにロッキングボールを外 方向に駆動する。カムアセンブリは、シャフトの回転を抑制するようにシャフト に締まりばめを提供するハウジング内に支持される。ロック解除又は係合解除位 置では、ボールはカムアセンブリの凹部にある。カム表面の角度は、カムが選択 された位置にある限り、係合位置又は係合解除位置にロッキングボールを維持す る。ロッキングボールを完全に係合したり係合解除したりするには１８０°以下 の回転で足りるので、このカムアセンブリは、より素早く、より効率的なツール ホルダのロッキング及び解放を供与する。 クラップウィディアのカムアセンブリ設計に多くの利点があるのは事実である が、いくつかのアプリケーションではカムアセンブリが自己解放する傾向がある 。締まりばめにより生じる摩擦力にまさる大きな力がボールを介してスクリュー に戻り伝わることにより、カムアセンブリは時々後ずさりする。その結果シャフ トが回転してカムの位置が変更されることとなり、それによりボールが完全に又 は部分的に係合解除することになる。多くの従来のツールホルダの物理的な束縛 により、カムの角度を変更してこのような自己解放を回避することは事実上不可 能 である。 別のアプリケーションでは、ケンナメタル（Kennametal）はロックロッド及び ボールロッキングアセンブリと共に使用される圧縮可能且つ膨張可能なスクリュ ーロッキングメカニズムを開発した。この圧縮可能且つ膨張可能なスクリューロ ッキングメカニズムは米国特許第５，１６９，２７０号で開示されている。この 圧縮可能且つ膨張可能なスクリューロッキングメカニズムには多くの利点がある が、この設計の性質により、所定の高調波周波数を有する振動がツールブロック 及びツールホルダを介して伝わる時に、非常に限られた場合に該スクリューロッ キングメカニズムもまた「後ずさり」することがわかった。 従って、ロックロッドを介して逆方向に作動する力や、ツールホルダ及びツー ルブロックを介して作動する所定の高調波周波数による「後ずさり」に対して抵 抗力のあるセルフロッキングメカニズムが必要であり、必要であり続ける。 発明の要約及び目的 本発明はスクリュー、シャフト、ロックロッド等をしっかりロックするための セルフロッキングメカニズムを開示する。本発明のセルフロッキングメカニズム は、ツールブロック又はハウジング内に回転可能に取り付けられる回転キャリア を含む。該回転キャリアは、ロックされるべき部材（例えばロックロッド）に動 作上連結されるカム表面と係合し、固定されるように設計された、少なくとも１ つのウェッジ表面を含む。ロックされるべき部材がロック位置とロック解除位置 との間で移動される時に回転キャリア、ウェッジ表面、及びカム表面を一体とな って回転させるためのドライバが設けられる。しかしながら、本発明のセルフロ ッキングメカニズムは、ロックされるロックロッド又は特定の部材がロック位置 にあると、ウェッジ（楔留めによる）ロック位置を自動的にとるように設計され る。セルフロッキングメカニズムをロック解除するには、ドライバは、ウェッジ 表面とカム表面がウェッジロック位置から係合解除されるように、そしてカム及 びウェッジ表面が同時に一緒に回転されることができるように、ウェッジ表面及 びカム表面を相互的に回転させるように設計される。これによりウェッジ表面、 カム表面、及びロックロッドは一緒に回転されることができ、ロックロッド又は 他のロッキング部材が、ツールブロック等のハウジングにおいてロック位置から ロック解除位置へと回転されることが可能となる。 従って本発明の目的は、従来技術のセルフロッキングメカニズムの欠点を克服 すると共に、ロックロッド等によりセルフロッキングメカニズムに逆方向に伝わ る「後ずさり」力に耐え、さらに、ツール及びツールホルダを介して伝えられる 所定の高調波周波数によるロック解除にも耐え且つ抗する、ロックロッド又は回 転ロッキング部材用のセルフロッキングメカニズムを提供することである。 本発明の別の目的は、既存の従来のクイックチェンジツールと容易に互換でき る設計のセルフロッキングメカニズムを提供することである。 本発明のまた別の目的は、使用が容易であり、信頼性のあるセルフロッキング メカニズムを提供することである。 以下の記述と本発明の単なる例示である以下の記述と添付図面とを読み進める につれて本発明の他の目的及び利点が明らか且つ明確になるであろう。 図面の簡単な説明 図１は本発明のセルフロッキングメカニズム設計の分解斜視図である。 図２は、図１で示される設計の回転キャリアを部分的に回転させた端面図であ る。 図３は、図１で示される設計の一部分を形成するカムヘッドを有するロックロ ッドの端部を部分的に回転させた図である。 図４は、本発明の一部を形成するドライバの回転ヘッドを部分的に回転させた 端面図である。 図５は、従来のツールホルダ及びブロックアセンブリに組み込まれた本発明の セルフロッキングメカニズムを示す部分断面図である。 図６〜図１４は、ロック解除位置からロック位置へと、そして次に再びロック 解除位置へと回転される、図１のセルフロッキングメカニズムを示す一連の図で ある。 図１５は、ロックロッドに固定されたカムヘッドと回転キャリアとの間に存在 するロック角度を示す端面図である。 発明の詳細な説明 図面、特に図１〜図５を参照すると、これらの図面には本発明のセルフロッキ ングメカニズムが示され、該メカニズムは概して参照番号１０で示されている。 本明細書のこの後の部分から理解されるように、セルフロッキングメカニズム１ ０はスクリュー又はボルト等の回転ロッキング部材をロックするように設計され る。本明細書中で示される実施形態の場合には、回転ロッキング部材は概して参 照番号１２で示され、ツールホルダ１２６（図５）を受け取り保持するように用 いられるツールブロック内に収容されるロックロッド５０の形態で示されている 。ロックロッド５０は、概して参照番号５６で示されるカムヘッドを含む。カム ヘッド５６は、概して参照番号１４で示される回転キャリア内に回転可能に含ま れる。概して参照番号１６で示されるドライバは、回転キャリア１４と回転ロッ キング部材１２とを回転又は駆動するように設計される。本明細書のこの後の部 分から理解されるように、セルフロッキングメカニズム１０は基本的に、回転キ ャリア１４と回転ロッキング部材１２に固定されるカムヘッド５６とを含む。本 質的に、セルフロッキングメカニズム１０は回転ロッキング部材１２と回転キャ リア１４が互いに、選択された相対的位置にあることに応答して、ウェッジロッ クモードとなるように設計される。さらにドライバ１６は、回転キャリア１４と 回転ロッキング部材１２との間に相対的な回転運動を提供することによりそれら をロック解除するように設計される。その後、本明細書のこの後の部分から理解 されるように、ドライバ１６は回転ロッキング部材１２と回転キャリア１４を同 時に回転させることにより回転ロッキング部材１２をロック位置とロック解除位 置との間で回転させることができるように設計される。 回転キャリア１４について説明すると、回転キャリア１４はオープンタイプの スリーブ構造体からなり、環状リング２０とトップ（頂部）２２を含むことがわ かる。三角形の開口部２４はトップ内に形成され、３つの側部２４ａ、２４ｂ、 及び２４ｃを含む。一連の周辺ウェッジ表面２６は環状リング２０から垂下して いる。回転キャリア１４の外周、詳細にはウェッジ表面２６の外周回りに、回転 キャリア１４が雄ねじ２８を含むことがわかる。さらに、長尺状スロット３０が 回転キャリア１４の側部に形成され、回転キャリアに或る程度の可撓性を提供す る。 この全体的な説明と図示では、回転キャリア１４の周囲の雄ねじ２８はツール ホルダ１２６（図５）内でそれと対のセットとなるネジと係合するが、回転キャ リア１４は、締まりばめにより生じる摩擦を介してツールホルダ１２６内で係合 されるため、対となるネジは必要がないことが理解されるべきである。このよう な状況下では、カムヘッド５６と回転キャリア１４との間のウェッジ動作により この摩擦が増大され、ツールホルダ１２６内に回転キャリア１４がさらに固定さ れる。 回転ロッキング部材１２について説明すると、この部材１２は本明細書中では ロックロッド５０の形態で示されている。ツールブロック及びツールホルダにお いて使用されるロックロッド５０は、この後説明することになるが、一連のロッ キングボール５４の各々と係合するランプ表面５２を含む。本明細書のこの後の 部分から理解されるように、ロックロッド５０は典型的にはツールホルダアセン ブリ内に固定され、ツールホルダのシャンク部分に形成される複数のアパーチャ と係合させたり係合解除させたりするようにロッキングボール５４を付勢するよ う動作する。 ロックロッド５０の遠隔端には、概して参照番号５６で示されるカムヘッドが 固定される。カムヘッド５６は回転キャリア１４中に突出し、ロックロッド５０ をロックする際に回転キャリア１４と協働するように設計される。カムヘッド５ ６は開口中心部５８を含み、その周囲は側部５８ａ、５８ｂ、５８ｃにより規定 される。各側部５８ａ、５８ｂ、及び５８ｃは、本実施形態において各側部の中 間に配置されると共に略曲面又は弧状形状である部分を含む。はっきりとわかる ように、図面では、明確なエッジを有する表面としてカム表面６０を示している 。 しかしながら、かかる実施の形態は動作可能であるが、好適な構成は滑らかな曲 面のカム表面６０を含む。側部５８ａ、５８ｂ、及び５８ｃの各々の上でカム表 面６０近くに延在するのは、先端の非ウェッジ平面６２である。カム表面６０の 反対側には後端斜角面６４がある。 回転キャリア１４はカムヘッド５６と協働して、ロックロッド５０をロック位 置に固定する。本明細書のこの後の部分から理解されるように、各カム表面６０ は、カムヘッド５６と回転キャリア１４の間にウェッジロック関係が生じるよう に、回転キャリア１４の各ウェッジ表面２６と係合するよう作用する。 セルフロッキングメカニズム１０を完成させるのは、概して参照番号１６で示 されるドライバである。ドライバ１６は、その一端にソケット挿入部８２を形成 されたメインボデー８０を含む。メインボデー８０の他端付近には、回転ヘッド ８４が形成される。回転ヘッド８４は、回転キャリア１４の三角形開口部２４を 通り、カムヘッド５６の開口中心部５８の中へと入り込むように挿入されるよう 、設計される。図４で示されるように、回転ヘッドは複数の独立した側部を含む 。これら側部は、側部８６、８８、９０、９２、９４、９６、１００、及び１０ ２と称す。これら側部は、回転キャリア１４とカムヘッド５６を一体となって回 転させるように設計される。また、本明細書のこの後の部分から理解されるよう に、ドライバ１６は回転キャリア１４とカムヘッド５６との間に相対的な回転を 付与して、これら２つのエレメントを、ウェッジ及びロックされた位置からロッ ク解除された位置へと動かすように設計される。 図５を参照すると、概して参照番号１２０で示されるツールブロック及びホル ダアセンブリ内に入れられたセルフロッキングメカニズムが示されている。ツー ルブロック及びホルダアセンブリ１２０は、ペンシルバニア州ラトローブのケン ナメタル社（Kennametal Inc．）により製造販売される、ＫＭツーリングと呼ば れるタイプであり得る。ＫＭは、クイックチェンジツーリングを識別するのに使 用されるケンナメタル社の商標である。セルフロッキングメカニズム１０を示す ために、ツールブロック及びホルダアセンブリ１２０はキャビティ１２４を有す るツールブロック１２２を含むように示されており、ツールブロック１２０はツ ールホルダ１２６を受け取るように設計される。図５に見られるように、ロック ロッド５０はツールブロック１２２内に回転可能に取り付けられ、ロック解除位 置からロック位置へと回転されるように使用される。ロック位置では、そのカム 表面５２を介してロックロッドがロッキングボール５４と係合し、ツールホルダ １２６のシャンクとロック係合するようにロッキングボールを外方向に付勢する 。本発明が克服する問題は、高調波周波数による「後ずさり」力及び振動がロッ クロッド５０をロック位置からロック解除位置へと付勢することがないようにロ ックロッド５０をロック位置に固定することである。 従って、回転キャリア１４はツールブロック１２２のボア内でねじ込まれ、ロ ックロッド５０の外部末端に固定されるカムヘッド５６は回転キャリア１４の中 心開口の中に延伸し、その結果各ウェッジ表面２６はカムヘッド５６のカム表面 ６０を取り囲むことになる。回転キャリア１４が回転される時に回転キャリア１ ４に抗して引きずられるように動く動作が生じるように、ツールブロック１２２ 内に回転キャリアが固定されるのが好ましい。これは、ツールブロック１２２の ねじ付きボアと回転キャリア１４の雄ねじ２８との間に約０．０１０インチの締 めしろを提供することにより、達成されることができる。 図６〜図１４は、本発明のセルフロッキングメカニズム１０を示す一連の図で あり、これらの図では、セルフロッキングメカニズム１０は非ウェッジ及びロッ ク解除モードからウェッジ及びロックモードへ、そしてその後再び非ウェッジ及 びロック解除モードへと移動される。 まず、ロック解除位置におけるロックロッド５０を考察する。ロック解除位置 では、セルフロッキングメカニズム１０は非ウェッジ及びロック解除モードであ る。これは図６に示されている。なお、カムヘッド５６の先端非ウェッジ平面６ ２は各ウェッジ表面２６の一部に隣接して面一となる。このモードでは、三角形 の側部２４ａ、２４ｂ、及び２４ｃは基本的に、カムヘッド５６の側部５８ａ、 ５８ｂ、及び５８ｃと位置合わせされる。 ロックロッド５０をそのロック解除位置（図６）からロック位置へと移動させ るために、回転キャリア１４の三角形開口部２４を通ると共にカムヘッド５６の 開口中心部５８を通るようにドライバ１６が挿入される。これは図７で示される 。ドライバ１６を時計回りに回転させることにより、ドライバの回転ヘッド８４ は回転キャリア１４とカムヘッド５６との両方に係合し、それら両方を一体とな って回転させる。カムヘッド５６はロックロッド５０に連結されるので、カムヘ ッド５６の回転によりロックロッド５０も時計回りにロック位置へと回転するこ とになる。 図８は、時計回りに約１／４回転された回転ヘッド８４を示し、この回転によ りロックロッド５０はそのロック位置に有効に位置することになる。次に、図９ で示されるように、回転ヘッド８４は取り出される。 回転ヘッド８４が取り出されると、カムヘッド５６はツールホルダ１２６内の ツールに作用する力により「後ずさりする」又は反時計回りに回転する傾向を有 するであろう。なお図１０では、カムヘッド５６はこのような外的な力によりわ ずかに反時計回りに回転されている。図１０で示されるように僅かに反時計回り に回転すると、各側部５８ａ、５８ｂ、及び５８ｃ上に置かれたカム表面６０は 、回転キャリア１４の一部を形成する各ウェッジ表面２６に対してウェッジされ る（押し込まれる）ことがわかる。各ウェッジ表面２６に対してカム表面６０の 有するこのウェッジ（押し込み）動作は回転キャリア１４を膨張及びロックさせ 、それによりいかなる反時計回りの回転にも耐えることになる。従って、ロック ロッド５０は、回転ロッキングメカニズム１０により確実にロックされる。 図１０で示されるロック位置からロックロッド５０を回転させるために、図１ １で示されるように、回転キャリア１４内の三角形の開口部２４を通ると共にカ ムヘッド５６の開口中心部５８を通るように、ドライバ１６が挿入される。セル フロッキングメカニズム１０が図１０で示されるウェッジ及びロック位置にある 時には、三角形開口部２４を構成する内側部（側部２４ａ）２４ｂ、及び２４ｃ ）とカムヘッドの開口中心部５８を構成する側部（側部５８ａ、５８ｂ、及 び５８ｃ）は位置合わせされないことがわかる。実際これらの側部は、回転キャ リア１４とカムヘッド５６との間にウェッジ関係が存在するために、わずかに位 置合わせされない。しかしながら、ドライバ１６の回転ヘッド８４の側部は、セ ルフロッキングメカニズムがウェッジ及びロック位置に配置される時に、回転ヘ ッド８４が回転キャリア１４の三角形開口部２４の中、及びカムヘッドの開口中 心部５８の中へと挿入されることができるように、設計されている。なお図１１ では、回転ヘッド８４の側部は、回転キャリア１４の三角形開口部２４の側部２ ４ａ、２４ｂ、及び２４ｃと係合している。また、ドライバ１６の回転ヘッド８ ４は、カムヘッド５６の開口中心部５８の内側部５８ａ、５８ｂ、及び５８ｃと 係合する前に、反時計回りにわずかに自由に回転できる。従って、セルフロッキ ングメカニズム１０をロック解除すると、ドライバ１６は図１１で示される位置 から図１２で示される位置へとわずかに反時計回りに回転される。この動作中、 回転キャリア１４はドライバ１６と回転するがカムヘッド５６は固定したままで ある。回転キャリア１４が反時計回りに回転されると、そのウェッジ表面２６が カムヘッド５６のカム表面６０から解放されるのは、効果的なことである。図１ ２で示されるように、解放された位置は、先端表面６２が各ウェッジ表面２６と 隣接して位置合わせし、面一となる時に生じる。ロックロッド５０と共に回転キ ャリア１４及びカムヘッド５６は、図１３で示されるロック解除位置へと反時計 回りに回転されることができる。その後、回転ヘッド８４は図１４で示されるよ うに、回転キャリア１４から、そしてカムヘッド５６から取り出されることがで き、該アセンブリは図６で示されるロック解除形態に戻る。ロックロッド５０を 再度ロックするために、図６〜図１０で示されるステップが繰り返される。 図１０と同じ形態を示す図１５では、セルフロッキングメカニズム１０がウェ ッジ及びロック位置にある時に形成されるロッキング角度が示される。図１５で 示されるように、ロッキング角度は、カムヘッド５６の開口中心部５８の側部に 形成されるカム表面６０に接するように引かれた作図線１２８と回転キャリア１ ４の表面２６と位置合わせされる又はコプレーナ状態にある作図線１３０により 形成される。今述べたロッキング角度は２°〜１０°の範囲にあると考える。好 ましい設計では、ロッキング角度は約５°〜８°であることを理解されたい。か かる形態では、回転キャリア１４と回転ロッキング部材１２との間の相対的動作 がウェッジ表面２６とカム表面６０の間の移動を生成し、ツールホルダ１２６（ 図５）内に回転キャリア１４を、そしてそれによりツールホルダ１２６内に回転 ロッキング部材１２を固定するための増大された力が、機械的利点により生成さ れることが意図されている。 回転キャリア１４のウェッジ表面２６とカムは、回転部材１２又は回転キャリ ア１４と交互に協働することを理解されたい。 以上の明細書及び説明から、本発明のセルフロッキングメカニズム１０は、ロ ックロッド又は他のタイプの回転ロッキング部材をロック位置にセルフロッキン グするための信頼性のある手段を提供することが理解される。 最後に、これまで述べたものは、ロックロッドが回転によりロックされる構成 に対してこのセルフロッキングメカニズムを適用したものである。本発明のセル フロッキングメカニズムは、部材が所定の位置において回転されロックされる種 々の他のアプリケーションにおいて使用されることが可能であることを理解され たい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１１月２１日 【補正内容】 請求の範囲 １．回転可能なロックロッド（５０）をブロック（１２２）内に固定し、該ロッ クロッド（５０）と一体のカムヘッド（５６）上に少なくとも１つのカム表面（ ６０）を有するブロック（１２２）内にホルダ（１２６）を固定するセルフロッ キングメカニズム（１０）であって、 （ａ）通常はブロック（１２２）内に保持され、ロックロッド（５０）のカム 表面（６０）の回りに延在する、中心の開いた回転キャリア（１４）を含み、 （ｂ）カム表面（６０）に隣接配置される内向きのウェッジ表面（２６）を有 する回転キャリア（１４）を含み、該ウェッジ表面（２６）及びカム表面（６０ ）は、ロックロッド（５０）がロック位置とロック解除位置との間で移動される 時に、回転キャリア（１４）、カムヘッド（５６）、及びロックロッド（５０） を一体となって回転させることができるように構成及び配置され、 （ｃ）ロックロッド（５０）をロック位置とロック解除位置との間で回転させ るように、そしてロックロッド（５０）がロック位置とロック解除位置との間で 移動される時にカムヘッド（５６）のカム表面（６０）を介して回転キャリア（ １４）及びロックロッド（５０）の両方を同時に回転させるように、ロックロッ ド（５０）と係合可能なドライバ（１６）を含み、 （ｄ）回転キャリア（１４）のウェッジ表面（２６）とカムヘッド（５６）の カム表面（６０）とが、ロックロッド（５０）がいかにロック解除位置を離れる ように回転しようとしても、回転キャリア（１４）のウェッジ表面（２６）がカ ムヘッド（５６）のカム表面（６０）と係合されることにより回転キャリア（１ ４）が拡張し、ロックロッド（５０）のさらなるロック解除移動を防止する拘束 動作を生じるように互いに構成及び配置される、 ことを特徴とするセルフロッキングメカニズム。 ２．ドライバ（１６）が、カム表面（６０）を介して回転キャリア（１４）又は カムヘッド（５６）と係合し、それらを相対的に回転させることにより、ウェッ ジ表面（２６）とカム表面（６０）との間のウェッジ動作を解除し、回転キャリ ア（１４）及びロックロッド（５０）が一体となって回転されて、ロックロッド （５０）がそのロック位置からロック解除位置へと移動され、ホルダ（１２６） がブロック（１２２）から取り出されることができるように、ドライバ（１６） が動作する、ことを特徴とする請求項１に記載のセルフロッキングメカニズム（ １０）。 ３．回転キャリア（１４）が外側環状リング（２０）を含み、ウェッジ表面（２ ６）が、該環状リング（２０）の内側部に配置され、カム表面（６０）が環状リ ング（２０）中に突出してウェッジ表面（２６）の方へと外方向を向き、それに よってウェッジ表面（２６）及びカム表面（６０）が互いに隣接配置され、互い に対面することとなる、ことを特徴とする請求項２に記載のセルフロッキングメ カニズム（１０）。 ４．環状リング（２０）から内方向を向くようにして周回りに互いに離間された 一連のウェッジ表面（２６）が設けられ、そして、外方向に突出すると共に各ウ ェッジ表面（２６）に面するロッキングロッド（５０）と一体である複数のカム 表面が設けられる、ことを特徴とする請求項３に記載のセルフロッキングメカニ ズム（１０）。 ５．ウェッジ及びロック状態において、ロッキング角度がウェッジ表面（２６） とカム表面（６０）との間に形成され、該ロッキング角度が約２〜１０°である 、ことを特徴とする請求項１に記載のセルフロッキングメカニズム（１０）。 ６．回転キャリア（１４）が雄ねじ（２８）を含み、ブロック（１２２）に形成 されたねじ付きボア内でねじ込まれ、ここで回転キャリア（１４）が、ブロック （１２２）のボアにおいてねじ止めされる時に締まりばめが実現される大きさで ある、ことを特徴とする請求項５に記載のセルフロッキングメカニズム（１０） 。 ７．カム表面（６０）が曲がっている、ことを特徴とする請求項１に記載のセル フロッキングメカニズム（１０）。 ８．回転キャリア（１４）が環状リング（２０）を含み、該環状リング（２０） の一部にスロット（３０）が設けられ、該スロットにより環状リング（２０）が 拡縮される、ことを特徴とする請求項１に記載のセルフロッキングメカニズム（ １０）。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 せ、ロックロッド（５０）自体がロック位置からロック 解除位置へと回転されると、回転キャリア（１４）、ウ ェッジ表面（２６）、及びカム表面（５２）がウェッジ 及びロック位置から移動され、その後回転キャリア（１ ４）、ウェッジ表面（２６）、及びカム表面（５２）が 一体となって回転されることができるように回転キャリ ア（１４）、ウェッジ表面（２６）、及びカム表面（５ ２）に関連するよう、設計される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転可能なロックロッド（５０）をツールブロック（１２２）内に固定して 、ツールホルダ（１２６）を該ツールブロック（１２２）内に固定するためのセ ルフロッキングメカニズム（１０）であって、 （ａ）ロックロッド（５０）と一体の少なくとも１つのカム表面（６０）を含み 、 （ｂ）通常ツールブロック（１２２）内に保持され、ロックロッド（５０）のカ ム表面（６０）の回りに延在する、中心の開いた回転キャリア（１４）を含み、 （ｃ）カム表面（６０）に隣接配置される、内向きのウェッジ表面（２６）を有 する回転キャリア（１４）を含み、該ウェッジ表面（２６）とカム表面（６０） は、ロックロッド（５０）がロック位置とロック解除位置との間で移動される時 に回転キャリア（１４）、カム表面（６０）、及びロックロッド（５０）を一体 となって回転させることができるように構成及び配置され、 （ｄ）ロックロッド（５０）をロック位置とロック解除位置の間で回転させるよ うに、そしてロックロッド（５０）がロック位置とロック解除位置との間で移動 される時に回転キャリア（１４）とカム表面（６０）の両方を同時に回転させる ように、ロックロッド（５０）と係合可能なドライバ（１６）を含み、 （ｅ）回転キャリア（１４）のウェッジ表面（２６）と、ロックロッド（５０） と一体のカム表面（６０）とが、ロックロッド（５０）がいかにロック解除位置 から回転しようとしても、カム表面（６０）をウェッジ表面（２６）と係合させ ることにより、ロックロッド（５０）のさらなるロック解除移動を防止する拘束 動作を生じるように互いに構成及び配置される、 ことを特徴とするセルフロッキングメカニズム。 ２．ドライバ（１６）が回転キャリア（１４）又はカム表面（６０）と係合し、 それらを相対的に回転させることにより、ウェッジ表面（２６）とカム表面（６ ０）との間のウェッジ動作を解放し、回転キャリア（１４）及びロックロッド（ ５０）が一体となって回転されてロックロッド（５０）がそのロック位置からロ ック解除位置へと移動され、ツールホルダ（１２６）がツールブロック（１ ２２）から取り出されることができるようにドライバ（１６）が動作することを 特徴とする、請求項１に記載のセルフロッキングメカニズム（１０）。 ３．回転キャリア（１４）が外側環状リング（２０）を含み、ウェッジ表面（２ ６）が、該環状リング（２０）の内側部に配置されてそこから内方向を向き、カ ム表面（６０）が環状リング（２０）中に突出してウェッジ表面（２６）の方へ と外方向を向き、それによってウェッジ表面（２６）及びカム表面（６０）が互 いに隣接配置され、互いに対面することとなる、ことを特徴とする請求項２に記 載のセルフロッキングメカニズム（１０）。 ４．環状リング（２０）から内方向を向くようにして周回りに互いに離間された 一連のウェッジ表面（２６）が設けられ、そして、外方向に突出すると共に各ウ ェッジ表面（２６）に面するロッキングロッド（５０）と一体である複数のカム 表面を設けられる、ことを特徴とする請求項３に記載のセルフロッキングメカニ ズム（１０）。 ５．ウェッジ及びロック状態において、ロッキング角度がウェッジ表面（２６） とカム表面（６０）との間に形成され、該ロッキング角度が約２〜１０°である 、ことを特徴とする請求項１に記載のセルフロッキングメカニズム（１０）。 ６．回転キャリア（１４）が雄ねじ（２８）を含み、ツールブロック（１２２） に形成されたねじ付きボア内でねじ込まれ、ここで回転キャリア（１４）が、ツ ールブロック（１２２）のボアにおいてねじ込まれる時に締まりばめが実現され る大きさである、ことを特徴とする請求項５に記載のセルフロッキングメカニズ ム（１０）。 ７．カム表面（６０）が少なくともわずかに曲面形状である、ことを特徴とする 請求項１に記載のセルフロッキングメカニズム。 ８．セルフロッキングメカニズム（１０）が、回転キャリア（１４）とロックロ ッド（５０）との間の相対的な回転動作をバイアスし付勢するための、それら２ つの間に介在されるバイアス手段（１９０）を含み、それにより回転キャリア（ １４）とロックロッド（５０）との間のウェッジ及びロック関係が発生される、 ことを特徴とする請求項１に記載のセルフロッキングメカニズム（１０）。 ９．前記バイアス手段が、その一端が回転キャリア（１４）と係合され、その他 端がロックロッド（５０）と係合されるコイルスプリング（１９０）を含み、そ れにより回転キャリア（１４）及びロックロッド（５０）が互いに反対に回転す るように付勢されるバイアス動作が発生される、請求項８に記載のセルフロッキ ングメカニズム（１０）。 １０．回転エレメント（１２）をロック位置にロックするためのセルフロッキン グメカニズム（１０）であって、 （ａ）ロック位置とロック解除位置との間で回転可能な回転部材（１２）を含み 、 （ｂ）該回転部材（１２）をロック位置にロックするためのセルフロッキングメ カニズム（１０）を含み、該セルフロッキングメカニズムが、 （１）回転キャリア（１４）を含み、 （２）該回転キャリア（１４）と回転ロッキング部材（１２）との間に動作上 相互連結される、インターロックするカム表面（６０）及びウェッジ表面（２６ ）を含み、該カム表面（６０）及びウェッジ表面（２６）は、（１）ロック解除 モードでは共に一体となって回転し、（２）ロックモードではインターロックし 、 （３）ウェッジ表面（２６）が回転キャリア（１４）又は回転部材（１２）に 固定されてそれと共に回転可能であり、カム表面（６０）が他方に固定されて該 ウェッジ表面と共に回転可能であり、 （４）ドライバ（１６）を含み、該ドライバは；（１）回転部材（１２）、回 転キャリア（１４）、並びにウェッジ及びカム表面（２６、６０）を同時に回転 させ；（２）カム及びウェッジ表面（６０、２６）が共にウェッジ及びロックさ れるとそれらを解放し、その結果カム及びウェッジ表面（６０、２６）、並びに 回転部材（１２）及び回転キャリア（１４）が一体となって共に回転されること ができ、 （５）カム表面及びウェッジ表面（６０、２６）の各々が、回転キャリア（１ ４）と回転部材（１２）がロック位置から回転しようとするのに応答し、共にウ ェッジ及びロックされ得るように、カム表面（６０）とウェッジ表面（２６）が 離間され、方向付けられる、 ことを特徴とするセルフロッキングメカニズム（１０）。 １１．回転部材（１２）及び回転キャリア（１４）が略軸方向に位置合わせされ 、カム表面及びウェッジ表面（６０、２６）が半径方向に互いに位置合わせされ 且つ離間される、ことを特徴とする請求項１０に記載のセルフロッキングメカニ ズム（１０）。 １２．ドライバ（１６）が、回転キャリア（１４）及び回転部材（１２）の２つ を一方に対して他方を位置合わせさせ、それらが位置合わせされるとそれら２つ を一体となって回転させるように、回転キャリア（１４）及び回転部材（１２） と係合可能な回転ヘッド（８４）を含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の セルフロッキングメカニズム（１０）。 １３．回転キャリア（１４）が環状リング（２０）を含む回転キャリア（１４） の形態であり、該環状リング（２０）の一部にスロット（３０）が設けられ、該 スロットにより環状リング（２０）が拡縮される、ことを特徴とする請求項１２ に記載のセルフロッキングメカニズム（１０）。 １４．回転キャリア（１４）に固定されたウェッジ又はカム表面（２６、６０） が、環状リング（２０）に固定されると共に、該環状リングから内方向に面する 面を含む、ことを特徴とする請求項１３に記載のセルフロッキングメカニズム（ １０）。 １５．回転部材（１２）をロック位置にしっかりとロックするセルフロッキング メカニズム（１０）であって、 （ａ）回転部材（１２）を含み、 （ｂ）ハウジング（１２２）内に回転可能に保持されると共に回転部材（１２） と略軸方向に位置合わせされる回転キャリア（１４）を含み、 （ｃ）回転キャリア（１４）と回転部材（１２）の間に介在して協働するウェッ ジ及びカム表面（２６、６０）を含み、該ウェッジ表面（２６）は回転キャリア （１４）又は回転部材（１２）に固定され、該カム表面（６０）は他方へ固定さ れ、 （ｄ）カム及びウェッジ表面（６０、２６）が略半径方向に位置合わせされ且つ 互いに離間されると共に、対面関係で配置され、回転キャリア（１４）及び回転 部材（１２）が回転される時にカム及びウェッジ表面（６０、２６）が略共通の 軸の回りを回転し、 （ｅ）ウェッジ表面（２６）及びカム表面（６０）が、ロック解除モードでは互 いに位置合わせされた位置に隣接して配置され、回転キャリア（１４）及び回転 部材（１２）が回転される時に上記２つが一体となって回転するよう互いに対し て配置され、 （ｆ）ウェッジ表面（２６）及びカム表面（６０）が、選択的な相対的回転に応 答して互いにウェッジされ、その結果、ウェッジ表面（２６）及びカム表面（６ ０）がロック位置にあると、ウェッジ表面（２６）とカム表面（６０）のウェッ ジ動作により、回転部材（１２）がそのロック解除位置から回転することが防止 され、 （ｇ）ドライバ（１６）を含み、該ドライバは、カム表面（６０）とウェッジ表 面（２６）の間に相対的な回転運動を供与し、カム及びウェッジ表面（６０、２ ６）をウェッジ及びロック位置から動かし、その後回転キャリア（１４）及び回 転部材（１２）、カム表面（６０）、並びにウェッジ表面（２６）を一体となっ て一緒に回転させ、その結果回転部材（１２）がそのロック位置とロック解除位 置との間で移動されることができる、 ことを特徴とするセルフロッキングメカニズム（１０）。 １６．カム表面（６０）が非プレーナ形状であり、該カム表面（６０）が、ウェ ッジ表面（２６）と位置合わせする略プレーナ形状のセグメント（６２）を含み 、さらに該カム表面が少なくともわずかに曲がっているカムセグメント（６０） を含み、該カム表面がウェッジ表面（２６）に抗するように係合し且つウェッジ し て、実質的に回転部材（１２）をロック位置にロックするように動作する、こと を特徴とする請求項１５に記載のセルフロッキングメカニズム（１０）。 １７．回転ロッキング部材（１２）をセルフロッキングする方法であって、 （ａ）ロック位置とロック解除位置との間で回転ロッキング部材（１２）を回転 するステップと、 （ｂ）回転ロッキング部材（１２）がロック位置とロック解除位置との間で前後 に移動する時にセルフロッキングメカニズム（１０）を回転ロッキング部材（１ ２）と共に前後に回転させるステップと、 （ｃ）セルフロッキングメカニズム（１０）と協働されるウェッジ表面（２６） を、セルフロッキングメカニズム（１０）と協働されるカム表面（６０）と共に ウェッジ及びロック位置へと駆動することにより回転ロッキング部材（１２）を ロックし、それによりセルフロッキングメカニズム（１０）が回転しないように ロックするステップと、 （ｄ）セルフロッキングメカニズム（１０）がそのロック位置に配置される時に 回転ロッキング部材（１２）がそのロック位置から回転できないように、セルフ ロッキングメカニズム（１０）を回転ロッキング部材（１２）と有効に連結する ステップと、 （ｅ）セルフロッキングメカニズム（１０）を解除するためにウェッジ及びカム 表面（２６、６０）を互いから離れるように回転させ、次いで、セルフロッキン グメカニズム（１０）を回転ロッキング部材（１２）と共に回転させ、そして該 回転ロッキング部材をロック位置からロック解除位置へと回転させるステップと 、 を含む回転ロッキング部材をセルフロッキングする方法。 １８．セルフロッキングメカニズム（１０）をロック解除するステップが、ロッ キング部材（１２）は比較的自由に回転するが、ウェッジ表面（２６）を居留位 置から回転させてカム表面（６０）から離れさせるステップを含む、請求項１７ に記載の方法。