JPH09506043A - マシンツールを結合するためのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マシンツール構成要素を互いにロック可能に結合するための結合システム（１）が提供されており、このシステム（１）は、遠位端部において従動面（２４）を含む凹部（１９）を有する雄型結合部（３）と、雄型結合部（３）の遠位端部を収容するために長手方向の軸に沿って配置される開口部（３１）を有する雌型結合部（９）と、開口部（３１）にピボット可能に取り付けられ、雄型結合部（３）の従動面（２４）と係合可能なカム表面（４４）を有する一対の対向するジョー部材（１２）とを含む。このシステム（１）はジョー部材（１２ａ、ｂ）を互いから離れるように移動させる駆動トレイン（１３）を含み、駆動トレイン（１３）は雌型結合部（５）のカム（４４）と雄型結合部（３）の従動面（２４）とを相互係合させる。駆動トレイン（１３）は、てこ作用によってジョー部材（１２）を互いから離れるように移動させるため、ジョー部材（１２）に存在する対向する凹部（５０）内に配置される軸方向に移動可能なボール状要素（５２）と、ボール状駆動要素（５２）をジョー部材（１２）の自由端部に向かって軸方向に移動させるための一対の対向するウェッジ部材（５８）と、ウェッジ部材（５８）を互いに向かって及び互いから離れるように移動させるために各端部に右巻きねじ山及び左巻きねじ山を有するねじ（６４）とを含む。この駆動トレイン（１３）は、高程度の機械的利益を有しながら、小さなエンベロープ内で、雄型結合部（３）と雌型結合部（５）との間に大きなクランプ力を生じる。

Description

【発明の詳細な説明】 マシンツールを結合するためのシステム 発明の背景 本発明は、一般にマシンツールを結合するためのシステムに関し、詳細には、 高い保持力を有する小さなパッケージによってモジュラー（モジュール方式）ツ ーリングシステムのツールホルダにマシンツールを取外し可能に結合するための システムに関する。このシステムは、低速及び高速双方の回転速度において６つ の自由度全てで精密かつ強固なツールの結合を提供する。 マシンツールを相互接続するための結合システムは、従来技術において公知で ある。このような結合システムは中空の円錐台状雄型構成要素を含み、雄型構成 要素は雌型構成要素の円錐台状開口部とかみ合うツールの部分を形成する。雌型 構成要素は一般に、ツールを回転させるスピンドルの部分である。双方の円錐台 状構成要素のテーパーはしばしば、ツールの長手方向軸に対して約１：１０の傾 斜を有する。構成要素が、雌型開口部の内部に配置されるクランプ機構によって 結合されると、このような傾斜は強固でオンセンターの締めしろ結合を提供する 。 従来技術の結合システムの円錐台状雄型構成要素及び雌型構成要素を共にクラ ンプする広範囲の機構が目下存在する。これらの機構のいくつかでは、ツールホ ルダ上の雌型構成要素は、相補形状ソケット開口部を雄型構成要素の壁と係合さ せるための半径方向に移動可能なロッキングボールを含む。外方向及び半径方向 に移動すると、ロッキングボールは円錐台状ツールシャンクをツールホルダの円 錐台状開口部内に固定し締める働きをする。カム表面を有し、軸方向にスライド 可能であるボルトは、ロッキングボールを外方向及び半径方向に押し出してソケ ット開口部へ固定する。他のタイプの機構では、雌型開口部は半径方向に拡張可 能なロッキングプランジャを含み、このロッキングプランジャは円錐台状雄型構 成要素の中空内部へ伸長可能である。ロッキングプランジャは２つ又はそれより 多くの半径方向に移動可能なフィンガーを含んでもよく、これらのフィンガーは 開口部を円錐台状の雄型構成要素に係合させ、ツールの雄型構成要素をツールホ ルダの雌型構成要素内に強力に締めつける。 これらの一般的なタイプの従来技術の結合システムは共に、意図される目的に 対して有効であるが、異なる製造者によって製造されるシステムは、残念なこと に互換性がない。従って、最近までは、ツーリングシステムの末端使用者は一つ の特定の独占的なタイプのツーリング及び結合システムかあるいは別のシステム を選択しなくてはならなかった。この問題を取り除くため、ドイツ政府は１９８ ７年、「ＤＩＮ６９８９０」と題した公告において、このような結合システムが 有するべきエンベロープの寸法を標準化した。しかし、この公告は、円錐台の雄 型結合構成要素及び雌型結合構成要素を互いにクランプする結合機構のアスペク ト比及びタイプを標準化しなかった。互換性を許容するように十分に標準化され た結合システムの仕様は、ドイツでは１９９３年のＤＩＮ６９８９３の発行によ ってやっと可能になり、ＤＩＮ６９８９３では円錐台の雄型構成要素及び雌型テ ーパー領域を互いに固定するこれらの２つの要素の寸法が述べられている。この 公告はまた、雄型構成要素は従動面を定める内部を画定する環状ショルダーを有 するべきであることを明記している。雌型構成要素は雄型従動面と係合してこれ らの２つの構成要素を互いにロックするカム表面を備えた部材を有するべきであ ることを暗示している。ＤＩＮ６９８９３に明記される標準化された結合システ ムは、いくつかのドイツベースのツーリング会社によって既に製造されており、 これらの会社によって製造されたツーリングシステムはいくつかの主要ドイツ自 動車の製造元に販売されている。ＤＩＮ６９８９３の実施がドイツ内で又は他の 場所で広まることにより、これらの同一の仕様が国際的に適用されるであろう。 ＤＩＮ６９８９３は概して、これらの２つの構成要素を互いに結合するのに使 用される雄型構成要素の従動面の寸法及びタイプを述べている。しかし、異なる 製造者によって製造される結合システムの互換性を損なうことなく異なるカム部 材及び駆動機構が使用可能であるため、雌型構成要素のあらゆるカム部材がとる べき形状と、これらのカム部材を動かして雄型構成要素内の従動面と係合させる のに使用されるべき駆動機構のタイプとを明記していない。目下、このようなカ ム設計及び駆動機構が多数存在する。残念なことに、これらの各々に関連して多 数の欠点が存在する。 例えば、殆ど全ての従来技術の駆動機構は、カム動作によってカム部材を拡張 させる、軸方向に移動可能なドローバーを用いている。軸方向の空間制約が殆ど ない場合の実施において（例えば、結合システムがマシーニングセンターのスピ ンドルにツールを結合させるのに使用される場合など）このようなドローバーを 使用できるが、結合エンベロープの全体のサイズがある特定の長さを越えてはい けないモジュラーツーリングシステムでは、不可能ではないにしても、このよう なドローバーの使用は困難である。ドローバータイプの機構に関連する更なる他 の欠点は、結合力を生じるのに使用される実質的に全ての機械的利益が、ツール の側部ではなくツールの端部のみにアクセス可能な、軸方向に配されるねじ山か ら生じる、という事実である。このようなねじ山が軸方向に配されていることに よって、ツールが互いに近接離間されるモジュラーツーリングシステムでのアク セスは困難になり、ツールを素早く交換するオペレータの能力を妨げる。更に、 機械的利益を生じるために主にねじ山に依存すると、ねじ山とねじ山を収容する ねじ穴との間が過度に摩耗してしまう可能性があり、これはまた長期にわたって 不一致な結合を生じうる。 クランプ機構によって生じる応力によって、締まりばめによって円錐台状雄型 結合構成要素及び雌型結合構成要素が互いにしっかりと締めつけられるため、ツ ールの交換が望まれる場合、これらの構成要素を積極的に引き離す又は「バンプ 」して離すためにある手段が設けられなくてはならない。このため、多くの従来 技術のプランジャタイプの結合システムはある種のバンピング機構を含む。しか し、これらの機構の多くは、雄型構成要素及び雌型構成要素を「バンプ」して離 すのに必要な衝撃を提供するためにスプリングに依存する。スプリングの使用は 結合機構を複雑にするだけでなく、信頼性のないバンピング動作を生じうる。ロ ッキングボール機構の使用によって、プランジャタイプのクランプ機構の上述の 欠点のいくつかを克服できるが、ロッキングボールの使用により、ツールの雄型 構成要素のテーパー付けされた壁を介する穴を設けることが必要となる。この ような穴は、ＤＩＮ６９８９３の仕様では許容されない。 明らかに、モジュラーツーリングシステムでの容易な使用に軸方向に十分コン パクトであり、ＤＩＮ６９８９３結合システムに必要な、カム部材を半径方向に 拡張させる駆動機構の必要性が存在する。理想的には、駆動機構は、マシンオペ レータによる素早いツール交換を容易にするような、容易にアクセス可能で半径 方向に配されたアクチュエータを提供し、円錐台状の雄型構成要素と雌型構成要 素との間に高程度の機械的利益を有しながら大きな引き戻し力の付与が可能であ るべきである。好ましくは、駆動機構は、その構成要素のあらゆる特定の部分へ の過度の圧力集中を避けるべきである。過度の圧力集中は、過度の摩耗を生じ、 ツールの寿命を短くし、雄型結合部材と雌型結合部材との間に不精密な結合力を 生じうる。最後に、駆動機構はツールの素早い交換を行うために雄型構成要素と 雌型構成要素との間に積極的で信頼性のある「バンピング」動作を提供すべきで あり、製造が比較的容易で安価であり、組み立て、解体、及び維持が容易である べきである。 発明の概要 概して本発明は、従来技術に関連するどの欠点も生じることなく上述の基準の 全てを満たす結合システムである。このために、本発明は、従動面を含む凹部を 有する雄型結合部と、雄型結合部を収容するための開口部を有する雌型結合部と 、開口部に移動可能に取り付けられる一対の対向するジョー部材とを、互いにロ ック可能に結合する結合システムである。ジョー部材はカム表面を有し、このカ ム表面はジョー部材が互いから離れるように移動する際に雄型結合部の従動面と 係合する。このシステムは、ジョー部材を互いから離れるように強力に移動させ る駆動トレインを含み、この駆動トレインは、好ましくはジョー部材同士の間に 配置されるボールの形状である軸方向に移動可能な駆動要素と、ウェッジ部材が 互いに向かって移動するとピンチタイプの機械動作で駆動要素を軸方向に移動さ せる、一対の対向するウェッジ部材とを含む。好ましくは各端部に右巻きねじ山 及び左巻きねじ山の双方を含むねじ部材が設けられ、ローラースケートのクラン プと殆ど同じ態様でウェッジ部材を互いに向かって及び互いから離れるように駆 動 させる。ねじ部材は六角ソケットを有するヘッドを含み、このヘッドは、素早い ツール交換を行うために雌型結合部の側壁の開口部を介して半径方向にアクセス 可能である。 両端がねじ切りされたねじがウェッジ部材を互いに向かって移動させるとボー ル状駆動要素を軸方向に移動させるウェッジ表面を有することに加えて、ウェッ ジ部材は更に、ウェッジ部材が互いから離れて移動するようにねじ部材を回すと 、雌型結合部内の開口部から雄型結合部の遠位端部を締めつけによるてこの動作 で離す表面を含む。従って、スプリング又は複雑で潜在的に信頼性のない機械要 素の構造を必要とせずに、簡素で積極的な「バンプ」動作が設けられる。 結合システムの駆動トレインは、ねじ部材のピッチに加え、システムオペレー タが雄型結合部と雌型結合部との間に大きな引き戻し結合力を素早くかつ簡便に 生じることが可能である３つの領域の機械的利益を有意に提供する。第１に、ボ ール状駆動要素と対向するジョー部材との間のウェッジ係合の角度は、ジョー部 材の各々の直交移動が駆動要素の軸方向移動よりも小さくなるように角度づけら れている。第２に、ウェッジ部材とボール状駆動要素との間のウェッジ係合の角 度は、駆動要素の軸方向移動が各ウェッジ部材の直交移動よりも小さくなるよう に角度づけられている。最後に、ボール状駆動要素はジョー部材の一方の端部と 係合し、対向するジョー部材のカム表面は各々のジョー部材の両端部の間に配置 されているため、各々のジョー部材の長さの部分はジョー部材のカム表面を雄型 結合部内の従動面と強力に相互係合させるてことして動作する。 好適な実施の形態では、駆動要素は５８〜６０Ｃの間のロックウェル硬度を有 するベアリングスチールから形成されるボールである。更に、双方のジョー部材 の係合面及びウェッジ部材は、ボール状駆動要素の湾曲を補う湾曲を有する円柱 状断面であり、弾性歪みの結果として、これらの部材と駆動要素との間にレンズ 形の表面間接触を提供する。このような表面間接触は、駆動トレインの構成要素 を過度に摩耗しうる力の点集中又は線状集中を有意に防ぐ。最後に、このシステ ムは、ねじ部材に対するボール状駆動要素の反作用力を打ち消すウェッジ支持部 を含む。 図面の簡潔な説明 図１は、本発明の結合システムの分解斜視図である。 図２は、組み立てられた形態で示される、ライン２、３−２、３に沿った図１ の結合システムの平面断面図である。このシステムの雄型結合部及び雌型結合部 のかみ合いを容易にするために、ジョー部材間の駆動ボールは駆動されていない 状態にある。 図３は同様に、組み立てられた形態で示される、ライン２、３−２、３に沿っ た図１の結合システムの平面断面図であり、ここでは駆動トレインが駆動ボール を駆動してジョー部材の内部表面としっかり係合させ、かみ合った雄型結合部及 び雌型結合部を互いに強力に固定している。 図４は、組み立てられた形態で示される、ライン４−４に沿った図１の結合ア センブリの断面側面図である。 図５は、組み立てられた形態で示され、反時計回りに９０°回転した、図１の ライン５−５に沿ったジョー部材、駆動ボール及びボール駆動アセンブリのみの 端面図である。 図６は、図３の点線の円６によって囲まれる領域の拡大図であり、駆動ボール と係合面５４ｂとの間の係合角度を示している。 図７は、図４に示される点線の楕円７によって囲まれる領域の拡大図であり、 駆動ボールと、内部ウェッジ表面６８ａと外部バンプ表面７０ａとの間の係合角 度を示している。 好適実施例の記述 図１を参照すると（同一の参照番号は全ての図面にわたって同一の構成要素を 示している）、本発明の結合システム１は雄型結合部３を含み、これは、例えば 金属を機械加工するのに使用されるタイプのインサート（差し込み工具）７の保 持が可能なツール本体５の部分である。このシステム１は更に雌型結合部９を含 み、これは、例えば雄型結合部３に結合したツール本体５を回転させるスピンド ルであることが可能なツールホルダ１１の部分である。いくつかの操作では、雄 型結合部３及び雌型結合部９の双方が回転軸の回りを回転して静止した工作物を 機械加工できる。しかし、他の操作では、雄型結合部３及び雌型結合部９は静止 し、工作物が回転することが可能である。後により詳細に述べられるように、雌 型結合部９は実質的に中空であり、一対の対向ジョー部材１２ａ、ｂを収容する 。これらのジョー部材１２ａ、ｂは駆動トレイン１３によって半径方向に拡張で き、システム１の雄型結合部３及び雌型結合部９を強力にかみ合わせて連動させ る。 図２及び図３に示されるように、雄型結合部３は円錐台状外面１６を有する中 空のシャンク１５を含み、円錐台状外面１６は雄型結合部３及び雌型結合部９の 長手方向軸に対して約１：１０の傾斜でテーパー付けされていることが好ましい 。示されるように、円錐台状シャンク１５の近位端部はツール本体５と一体的に 結合している。環状の結合面１７は、シャンク１５とツール本体５との間のジャ ンクションを定めている。シャンク１５は環状であり、円錐台状内部１９を含む 。シャンク１５の遠位内部端部は環状ショルダー２２によって定められており、 環状ショルダー２２は後部表面に円錐台状の従動面２４を定めている。図１に最 も良くみられるように、シャンク１５の遠位端部は一対の対向する位置合わせス ロット２６ａ、ｂも含み、結合動作の際に雄型結合部３を雌型結合部９の内部に 適切に位置合わせする。 ここで図３及び図４を参照すると、雌型結合部９は中空内部３１（図１を参照 ）を有するほぼ円筒形の本体３０を有し、この中空内部３１は雄型部材３のシャ ンク１５の外面１６を補う形状である円錐台状の内壁３２によって定められる。 一対の対向する弧状ラグ３３ａ、ｂは、近位端部付近で円筒形の本体３０の内壁 ３２を部分的に定める。図１及び図４に最も良くみられるように、雌型結合部９ の円筒形本体３０はまた、後に明白になる目的のため、近位端部付近に一対の対 向する円形開口部３７ａ、ｂ（３７ｂは図示せず）を有する。 ここで図１、図３及び図５を参照すると、ジョー部材１２ａ、ｂはそれぞれ細 長い本体部分４０ａ、ｂを含む。図５は反時計回りに９０°回転されていること に注意すべきである。各本体部分４０ａ、ｂの遠位端部は、弧状のレッジ（出っ 張り）４２ａ、ｂを含む。これらのレッジの各々はテーパー付けされた誘導面４ ３ａ、ｂを含み、図２に示される拡張していない状態のジョーを雄型結合部３の 中空内部１９に挿入することを容易にする。これらのレッジ４２ａ、ｂの各々は 更に、雄型結合部３の内部を定める環状ショルダー２２の円錐台状従動面２４を 補う形状であるカム表面４４ａ、ｂを含む。ジョー部材１２ａ、ｂの細長い本体 部分４０ａ、ｂの各々の近位端部は、テーパー付けされた側面４８ａ、ｂを有す る脚部４６ａ、ｂを含む。ジョー部材１２ａ、ｂの各々の脚部４６ａ、ｂは凹部 ３５ａ、ｂに挿入可能であり、弧状ラグ３３ａ、ｂの各々の近位表面でピボット 可能である。各脚部４６ａ、ｂのテーパー付けされた側面４８ａ、ｂによって、 雌型結合部９の内面を妨げずに脚部４６ａ、ｂをピボットできる。示されるよう に、ジョー部材１２ａ、ｂの各々の内面には凹部５０ａ、ｂが設けられている。 ここで図１、図２及び図３を参照すると、システム１の駆動トレイン１３は概 して、ジョー部材１２ａ、ｂの対向する凹部５０ａ、ｂ内に捕獲される駆動ボー ル５２と、ボール５２を図２に示される位置から図３の位置に強力に移動させる ボール駆動アセンブリ５６とを含む。好適な実施の形態では、駆動ボール５２は 約５８〜６０Ｃの間のロックウェル硬度を有する研磨されたベアリングスチール から形成される。駆動ボール５２が図２に示される位置にある場合にボール５２ を捕獲して収容するため、ジョー部材１２ａ、ｂの各々は、凹部５０ａ、ｂを有 する他に更に係合面５４ａ、ｂを含み、この係合面５４ａ、ｂは凹部５０ａ、ｂ の近位端部に配置され、ボール駆動アセンブリ５６がボール５２を図３に示され る位置に押すと駆動ボール５２を収容する。駆動ボール５２の表面と係合面５４ ａ、ｂとの間の弾性歪みによってこれらの構成要素間にレンズ形の接触を生じる ように、係合面５４ａ、ｂの各々の外形は円柱形である。 ボール駆動アセンブリ５６は一対の対向するウェッジ部材５８ａ、ｂから形成 され、ウェッジ部材５８ａ、ｂの各々は両端がねじ切りされたねじ６４のねじ切 りされた対向する端部６２ａ、ｂを収容するねじ穴６０ａ、ｂを含む。ねじ６４ （図１に示される）の上部端部６２ａは、アレンレンチ（図示せず）の端部を収 容する六角ソケット６６を含む。対向する端部６２ａ、ｂのねじ山のピッチは、 ウェッジ部材５８ａ、ｂの穴６０ａ、ｂのねじ山のように反対巻きである。両端 がねじ切りされたねじ６４を「スケートクランプ」の態様で一方あるいは他方の 方向に回すためにアレンレンチが使用されると、これらのねじ山が反対巻きであ ることによって、ウェッジ部材５８ａ、ｂは互いに向かって内方向に移動するか 又は互いから離れるように外方向に移動する。 図４、図５及び図７に最も良くみられるように、ウェッジ部材５８ａ、ｂの各 々は内部ウェッジ表面６８ａ、ｂを含み、両端がねじ切りされたねじによってウ ェッジ部材５８ａ、ｂが内方向に引き込まれると内部ウェッジ表面６８ａ、ｂは 駆動ボール５２と係合し、ジョー部材１２ａ、ｂの遠位端部に向かって締めつけ によって押す。外部バンプ表面７０ａ、ｂもまたウェッジ部材５８ａ、ｂの各々 に設けられ、両端がねじ切りされたねじによってウェッジ部材５８ａ、ｂが外方 向に引かれると雌型結合部９から雄型結合部３の外部端部をてこの動力によって 離す。最後に、ウェッジ部材５８ａ、ｂの各々は外部端部に円形のキャップ部材 ７１ａ、ｂを含み、これは雌型結合部９の円筒形本体３０内の対向する円形開口 部３７ａ、ｂ内でスライド可能に移動できる。 支持ペデスタル７２が、両端がねじ切りされたねじ６４の中央部分と雌型結合 部９の中空内部３１の底部との間に配置される。示されるように、ペデスタル７ ２はねじ穴７６に締められる取り付けねじ７４によって定位置に固定され、両端 がねじ切りされたねじ６４の中央部分を、駆動ボール５２によって中央部分に加 えられる反作用力に抗するように支持する働きをする。 結合システム１の動作は、図２、図３、図６及び図７を参照して最もよく理解 されうる。まず、内部ウェッジ表面６８ａ、ｂの内部エッジのみが駆動ボール５ ２と接触する位置までウェッジ部材５８ａ、ｂが互いから離れるように締められ る。ウェッジ部材５８ａ、ｂがこのように配置されると、駆動ボール５２は、ジ ョー部材１２ａ、ｂの内部表面に配置される対向する凹部５０ａ、ｂの間にゆる く捕獲される。駆動ボール５２がこのように配置されると、ジョー部材の遠位端 部は図２に示される位置まで半径方向及び内方向にピボットでき、これによって ジョー部材１２ａ、ｂは、テーパー付けされた誘導面４３ａ、ｂに助けられて雄 型結合部３の内部１９に容易に挿入されることが可能になる。次に、ジョー部材 １２ａ、ｂのカム表面４４ａ、ｂがショルダーを定める従動面２４の上に重なる まで、システムオペレータは雄型結合部３及び雌型結合部９を手で押し、位置合 わせスロット２６ａ、ｂと両端がねじ切りされたねじ６４とが位置合わせされる 。結合動作の次のステップでは、システムオペレータはねじ６４のソケット６６ に挿入された六角レンチ（図示せず）によって、ウェッジ部材５８ａ、ｂが互い に向かって移動する方向に両端がねじ切りされたねじ６４を回す。内部ウェッジ 表面６８は、長手方向軸Ａに直交するラインＯから３０°である角度Ｃで傾斜し ているため、駆動ボール５２と内部ウェッジ表面６８ａ、ｂの各々との間に機械 的利益が実現される。詳細には、ウェッジ部材５８ａ、ｂが直交線Ｏに沿って１ ｍｍ移動する毎に駆動ボール５２は０．５ｍｍしか移動せず、従って２：１の機 械的利益を生じる。 ウェッジ部材５８ａ、ｂによって駆動ボール５２がジョー部材１２ａ、ｂの遠 位端部に向かって強力に移動されると、駆動ボールは転がり、凹部５０ａ、ｂか ら出て図６で最も良くみられる係合面５４ａ、ｂへ入る。係合面５４ａ、ｂの湾 曲は駆動ボール５２の球面の湾曲を補う形状であるため、ボール５２が前方向に 駆動されると、ボール５２はこれらの表面との弾性歪みによってレンズ状の領域 接触を有意に生じる。丸みのある係合面５４ａ、ｂは、雄型結合部３及び雌型結 合部９の回転軸に平行なラインＡに対して約３０°の角度Ｂで傾斜しているため 、もう１つの２：１の機械的利益が実現される。換言すると、駆動ボール５２が ラインＡに沿って１ｍｍ移動する毎に、ジョー部材１２ａ、ｂの遠位端部は半径 方向及び外方向に０．５ｍｍしか動かない。駆動ボール５２が図３に示される位 置に最終的に至ると、雄型シャンク１５の外面１６がしっかりと引き込まれて雌 型結合部９の内壁３２と係合し、かつ雌型結合部９の円筒形本体３０の遠位端部 が雄型結合部３を定める環状結合面１７と係合するような程度で、ジョー部材１ ２ａ、ｂの端部のカム表面４４ａ、ｂは雄型結合部３の環状ショルダー２２の円 錐台状従動面２４と締めつけによって係合する。このように配置されると、雄型 結合部３と雌型結合部９との間にしっかりと固定された結合が得られる。ウェッ ジ部材５８ａ、ｂを内方向に引き込む際に両端がねじ切りされたねじ６４のピッ チによって提供される機械的利益と、駆動ボール５２、内部ウェッジ表面６８ａ 、 ｂ及びジョー部材１２ａ、ｂの係合面５４ａ、ｂとの間に提供される２：１の機 械的利益（これらの構成要素間で全体的に４：１の機械的利益になる）に加えて 、駆動ボール５２とジョー部材１２ａ、ｂの細長い本体部分４０ａ、ｂとの間に 生じる更なる有意なてこの構成要素が存在する。詳細には、図３を参照して最も よくわかるように、ジョー部材１２ａ、ｂの係合面５４ａ、ｂは、これらの部材 のカム表面４４ａ、ｂを越えて遠位方向に延びているため、駆動ボールがジョー 部材１２ａ、ｂを図３に示される位置へ半径方向に拡張させるにつれて、駆動ボ ール５２とジョー部材１２ａ、ｂの遠位端部との間に著しい量のてこ比が存在す る。駆動ボール５２、両端がねじ切りされたねじ６４、ウェッジ部材５８ａ、ｂ 及びジョー部材１２ａ、ｂとの間に生じる全ての機械的利益の総量によって、シ ステム１が非常にコンパクトなパッケージ内で雄型結合部３と雌型結合部９との 間に非常に大きな結合力を生じることが可能である。 雄型結合部３と雌型結合部９との係合を外すために、ねじ６４を反対方向に回 し、ウェッジ部材５８ａ、ｂを互いから強力に引き離す。駆動ボール５２は凹部 ５０ａ、ｂに後退し、外部バンプ表面７０ａ、ｂは雄型構成要素３の外部エッジ と締めつけによって係合する。このウェッジ動作は、てこ作用によって雄型構成 要素３を雌型構成要素９の円錐台状内部から強力に及び確実に引き離す。 図１を参照してわかるように、システム１の種々の構成要素の構成によって、 システムを非常に容易にかつ簡便に組み立てることができる。組み立ての第１ス テップでは、取り付けねじ７４によって支持ペデスタル７２を設置する。次に、 ジョー部材１２ａ、ｂの各々の各脚部４６ａ、ｂを、雌型結合部９の内部３１に 配置される各々の弧状ラグ３８ａ、ｂにハングオーバーさせる。次に、円形開口 部３７ａ、ｂの１つを介して駆動ボール５２を落とし、対向するドロー部材１２ ａ、ｂの凹部５０ａ、ｂの間に収容する。次に、両端がねじ切りされたねじ６４ の一方の端部６２ａを、一方のウェッジ部材５８ａのねじ穴６０ａに何回か締め る。次に、両端がねじ切りされたねじ６４の自由端部を、対向する円形開口部３ ７ａ、ｂの一方を介して挿入する。この位置で、もう一方のウェッジ部材５８ｂ のねじ穴６０ｂを、両端がねじ切りされたねじ６４の自由端部に締める。次に、 ウェッジ部材５８ａ、ｂの各々のキャップ部分７１ａ、ｂが雌型結合部９の外面 と同一平面になるまで、両端がねじ切りされたねじ６４を回す。 本発明の結合システム１は好適な実施の形態に関して述べられたが、種々の変 更、変形及び追加が当業者には明白であろう。また、このような変形、変更及び 追加は本発明の範囲内であることを意図し、本発明の範囲は請求の範囲によって のみ限定される。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年４月４日 【補正内容】 補正クレーム １．マシンツール構成要素を互いにロック可能に結合する結合システムであっ て、 （ａ）遠位端部において従動面を含む凹部を有する雄型結合部を含み、 （ｂ）雌型結合部を含み、 （ｉ）軸を有する本体を含み、 （ｉｉ）壁を有し、前記雄型結合部の前記遠位端部を収容するために前記 軸に沿って配置される開口部を含み、 （ｉｉｉ）前記開口部内で前記壁から伸びる複数のラグを含み、 （ｉｖ）複数の対向するジョー部材を含み、前記ジョー部材は前記開口部 に移動可能に取り付けられ、前記ラグと係合して前記ジョー部材の軸方向移動を 制限する脚部を有し、前記ジョー部材は更に、前記ジョー部材が前記軸に対して 直交方向に互いから離れるように移動すると前記従動面と係合し、前記軸から半 径方向及び外方向に、ならびに前記軸に沿って長手方向に前記従動面を付勢して 前記雄型結合部及び前記雌型結合部を互いにかみ合わせるカム表面を有し、 （ｃ）前記ジョー部材を互いから離れるように移動させる駆動トレインを含み 、 （ｉ）前記ジョー部材を互いから離れるように駆動させる軸方向に移動可 能な駆動要素を含み、 （ｉｉ）前記駆動要素を軸方向に移動させる、前記軸に対して直交方向に 移動可能の一対の対向するウェッジ部材を含み、 （ｉｉｉ）前記軸に対して直交方向に互いに向かって及び互いから離れる ように前記ウェッジ部材を駆動させるねじ部材を含む、 結合システム。 ２．前記ねじ部材が前記ウェッジ部材を互いから離れるように直交方向に駆動 させると、前記ウェッジ部材が更に前記雄型結合部の前記遠位端部と締めつけに よって係合し、前記雌型結合部の前記開口部から離れるように駆動することを含 む、請求の範囲１に記載の結合システム。 ３．前記駆動要素と前記ジョー部材との締めつけ接触の角度は、前記ジョー部 材の各々が前記軸に対して直交方向に移動する距離が、前記駆動要素が移動する 軸方向の距離よりも小さいような角度であり、これによって前記駆動要素と前記 ジョー部材との間に機械的利益が得られる、請求の範囲１に記載の結合システム 。 ４．前記ウェッジ部材と前記駆動要素との間の締めつけ接触の角度は、前記ウ ェッジ構成要素の各々が直交方向に移動する距離が、前記駆動要素が軸方向に移 動する距離よりも小さいような角度であり、これによって前記一対のウェッジ部 材と前記駆動要素との間に機械的利益が得られる、請求の範囲１に記載の結合シ ステム。 ５．前記ジョー部材の一方の端部は前記雌型結合部にピボット可能に取り付け られ、前記駆動要素は各前記ジョー部材の反対側の端部上の点で前記ジョー部材 と係合し、前記ジョー部材を互いから離れるように駆動させる前記駆動要素の動 作と、前記ジョー部材の前記カム表面及び前記雄型結合部の前記従動面間の相互 係合との間に機械的利益を提供するように、この点は前記カム表面よりも更に各 前記ジョー部材の前記一方の端部から離れている、請求の範囲１に記載の結合シ ステム。 ６．前記ねじ部材が前記軸に対して直交方向に配されており、前記雌型結合部 の側壁からアクセス可能なねじヘッドを含む、請求の範囲１に記載の結合システ ム。 ７．前記ねじ部材が、前記ジョー部材の各々にそれぞれ係合される右巻きねじ 山及び左巻きねじ山を含む、請求の範囲６に記載の結合システム。 ８．前記駆動要素が、前記ジョー部材の対向する凹部によって生じる空間内で 自由に浮動する、請求の範囲１に記載の結合システム。 ９．前記駆動要素がボールである、請求の範囲７に記載の結合システム。 １０．前記ジョー部材及び前記ウェッジ部材がそれぞれ前記ボールの球状外面を 実質的に補う湾曲である円柱状ウェッジ表面を含み、前記ボール、前記ジョー部 材及び前記ウェッジ部材との間にレンズ状タイプの表面接触を提供する、請求の 範囲９に記載の結合システム。 １１．マシンツール構成要素を互いにロック可能に結合する結合システムであっ て、 （ａ）従動面を含む凹部を含む円筒状遠位端部を有する雄型結合部を含み、 （ｂ）雌型結合部を含み、 （ｉ）前記雄型結合部の前記遠位端部を収容するために、壁を定める円筒 状開口部を有する本体を含み、前記円筒状開口部は前記開口部内で前記壁から伸 びる一対のラグを備える壁を有し、 （ｉｉ）前記開口部内に移動可能に取り付けられる一対の対向するジョー 部材を含み、前記ジョー部材は前記ラグと係合して前記ジョー部材の軸方向移動 を制限する脚部と、前記ジョー部材は更に、前記ジョー部材が前記軸に対して直 交方向に互いから離れるように移動すると前記従動面と係合し、前記軸から半径 方向及び外方向に、ならびに前記軸に沿って長手方向に前記従動面を付勢して前 記雄型結合部及び雌型結合部を互いにかみ合わせるカム表面を有し、 （ｃ）前記ジョー部材を互いから離れるように半径方向に移動させる駆動トレ インを含み、 （ｉ）前記円筒状開口部の回転軸に沿って移動可能であり、前記ジョー部 材を互いから離れるように駆動させるため前記ジョー部材同士の間に配置される 自由浮動駆動要素を含み、 （ｉｉ）互いに向かって半径方向に移動すると前記駆動要素を軸方向に移 動させる一対の対向するウェッジ部材を含み、 （ｉｉｉ）前記ウェッジ部材を互いに向かって及び互いから離れるように 半径方向に駆動させる、半径方向に配されるねじ部材を含む、 結合システム。 １２．前記ジョー部材の各々が、前記開口部内にピボット可能に取り付けられる 一方の端部と、前記カム表面を含む反対側の端部とを有し、前記自由浮動駆動要 素は前記ジョー部材の前記反対側の端部を互いから離れるようにピボット可能に 移動させる働きをする、請求の範囲１１に記載の結合システム。 １３．前記駆動要素が前記ウェッジ部材に加える反作用剪断力を打ち消すため、 前記ねじ部材と、前記雌型結合部の前記円筒形開口部を定める底部の壁との間に 配置される支持ペデスタルを更に含む、請求の範囲１１に記載の結合システム。 １４．前記自由浮動駆動要素がボールである、請求の範囲１１に記載の結合シス テム。 １５．弾性歪みによって前記ボール、前記ジョー部材及び前記ウェッジ部材の間 に領域タイプのレンズ状接触を得るため、前記ジョー部材及び前記ウェッジ部材 の各々が前記ボールの外面を実質的に補う形状のウェッジ表面を含む、請求の範 囲１４に記載の結合システム。 １６．前記ボールが、５８〜６０ロックウェル硬度の間の硬度を有するベアリン グスチールから形成される、請求の範囲１４に記載の結合システム。 １７．前記雌型結合部が、前記システムの組み立ての間に前記ウェッジ部材を収 容し前記ねじ部材へのアクセスを提供する対向する開口部を含む外側壁を有する 、請求の範囲１１に記載の結合システム。 １８．前記結合システムの組み立ての間、前記ジョー部材同士の間に前記自由浮 動駆動要素を設けるために前記側壁開口部が通路を提供する、請求の範囲１７に 記載の結合システム。 １９．前記ウェッジ部材の各々はウェッジ表面を含み、前記ねじ部材が前記ウェ ッジ部材を互いから離れるように駆動させると前記ウェッジ表面は前記雄型結合 部の前記遠位端部と係合し、前記雄型結合部の前記遠位端部を前記雌型結合部の 前記凹部から離れるように駆動させる、請求の範囲１１に記載の結合システム。 ２０．前記ねじ部材が前記雌型結合部の側壁に対して半径方向に配置され、前記 ねじ部材への半径方向アクセスを提供するねじヘッドと、前記ウェッジ部材の各 々とそれぞれ係合する右巻きねじ山及び左巻きねじ山とを含む、請求の範囲１１ に記載の結合システム。 ２１．マシンツール構成要素を互いにロック可能に結合する結合システムであっ て、 （ａ）従動面を含む凹部を含む円筒状遠位端部を有する雄型結合部を含み、 （ｂ）前記雄型結合部の前記遠位端部を収容する円筒状開口部と、一対の対向す るジョー部材とを有する雌型結合部を含み、前記ジョー部材の一方の端部は前記 凹部内にピボット可能に取り付けられ、反対側の端部は前記ジョー部材が互いか ら離れるようにピボット移動すると前記従動面と係合して前記雄型結合部及び雌 型結合部を互いにかみ合わせるカム表面を有し、 （ｃ）前記ジョー部材を互いから離れるようにピボット移動させる駆動トレイン を含み、前記駆動トレインは、前記ジョー部材同士の間に配置され、前記ジョー 部材の反対側の端部に向かって回転軸に沿って移動すると前記ジョー部材を互い から離れるように広げるボールと、互いに向かって半径方向に移動すると締めつ けによって前記ボールを軸方向に移動させ、かつ、前記ねじ部材が互いから離れ るように前記ウェッジ部材を駆動させると前記雄型結合部と係合し、前記雄型結 合部を前記雌型結合部の開口部から離れるように駆動させる一対の対向するウェ ッジ部材と、前記ウェッジ部材を互いに向かって及び互いから離れるように半径 方向に駆動させるねじ部材とを含み、 ここで、前記ウェッジ部材、前記ボール及び前記ジョー部材の間の機械的利益 を提供するために、前記ジョー部材の各々の半径方向移動は前記ボールの軸方向 移動よりも小さく、前記ボールの軸方向移動は前記ウェッジ部材の半径方向移動 よりも小さい、 結合システム。 ２２．前記ボールは各前記ジョー部材の前記ピボット可能に取り付けられる端部 と反対側の端部上の点で前記ジョー部材と係合し、前記ジョー部材を互いから離 れるように駆動させる前記駆動要素の動作と、前記ジョー部材の前記カム表面及 び前記雄型結合部の前記従動面との間の相互係合でそれぞれ機械的利益を提供す るように、この点は前記カム表面よりも更に各前記ジョー部材の前記ピボット可 能に取り付けられる端部から離れている、請求の範囲２１に記載の結合システム 。 ２３．弾性歪みによって前記ボール、前記ジョー部材及び前記ウェッジ部材の間 に領域タイプのレンズ状接触を得るため、前記ジョー部材及び前記ウェッジ部材 の各々が前記ボールの球状外面を実質的に補う形状のウェッジ表面を含む、請求 の範囲２１に記載の結合システム。 ２４．前記雌型結合部が、前記システムの組み立ての間に前記ウェッジ部材を収 容し前記ねじ部材へのアクセスを提供する対向する開口部を含む外側壁を有する 、請求の範囲２１に記載の結合システム。 ２５．前記結合システムの組み立ての間、前記ジョー部材同士の間に前記ボール を設けるために前記側壁開口部が通路を提供する、請求の範囲２４に記載の結合 システム。 ２６．マシンツール構成要素を互いにロック可能に結合する結合システムであっ て、 （ａ）雌型結合部を含み、 （ｉ）軸を有する本体を含み、 （ｉｉ）壁を有し、雄型結合部の遠位端部を収容するために前記軸に沿っ て配置される開口部を含み、 （ｉｉｉ）前記開口部内に前記壁から伸びる複数のラグを含み、 （ｉｖ）複数の対向するジョー部材を含み、前記ジョー部材は前記開口部 に移動可能に取り付けられ、前記ラグと係合して前記ジョー部材の軸方向移動を 制限する脚部を有し、前記ジョー部材は更に、前記ジョー部材が前記軸に対して 直交方向に互いから離れるように移動すると雄型結合部の従動面と係合し、前記 軸から半径方向及び外方向に、ならびに前記軸に沿って長手方向に前記従動面を 付勢するカム表面を有し、 （ｂ）前記ジョー部材を互いから離れるように移動させ、前記雄型結合部を固 定する駆動トレインを含み、 （ｉ）前記ジョー部材を互いから離れるように駆動させる軸方向に移動可 能な駆動要素を含み、 （ｉｉ）前記駆動要素を軸方向に移動させる、前記軸に対して直交方向に 移動可能の一対の対向するウェッジ部材を含み、 （ｉｉｉ）直交方向に互いに向かって及び互いから離れるように前記ウェ ッジ部材を駆動させる部材を含む、 結合システム。 ２７．前記部材が前記ウェッジ部材を互いから離れるように直交方向に駆動させ ると、前記ウェッジ部材は前記第２の結合部と締めつけによって係合し前記第２ の結合部を前記第１の結合部の開口部から離れるように駆動させることを更に含 む、請求の範囲２６に記載の結合システム。 ２８．前記駆動要素と前記ジョー部材との間の締めつけ接触の角度は、前記ジョ ー部材の各々が前記軸に対して直交方向に移動する距離が、前記駆動要素が移動 する軸方向の距離よりも小さいような角度であり、これによって前記駆動要素と 前記ジョー部材との間に機械的利益が得られる、請求の範囲２６に記載の結合シ ステム。 ２９．前記ウェッジ部材と前記駆動要素との間の締めつけ接触の角度は、前記ウ ェッジ部材の各々が直交方向に移動する距離が、前記駆動要素が軸方向に移動す る距離よりも大きいような角度であり、これによって前記駆動要素と前記ウェッ ジ部材との間に機械的利益が得られる、請求の範囲２６に記載の結合システム。 ３０．前記ジョー部材の一方の端部は前記第１の結合部にピボット可能に取り付 けられ、前記駆動要素は各前記ジョー部材の反対側の端部上の点で前記ジョー部 材と係合し、前記ジョー部材を互いから離れるように駆動させる前記駆動要素の 動作と、前記ジョー部材の前記カム表面及び前記従動面間の相互係合との間で機 械的利益を提供するように、この点は前記カム表面よりも更に各前記ジョー部材 の前記一方の端部から離れている、請求の範囲２６に記載の結合システム。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年１月５日 【補正内容】 ドローバータイプの機構に関連する更なる他の欠点は、結合力を生じるのに使用 される実質的に全ての機械的利益が、ツールの側部ではなくツールの端部のみに アクセス可能な、軸方向に配されるねじ山から生じる、という事実である。この ようなねじ山が軸方向に配されていることによって、ツールが互いに近接離間さ れるモジュラーツーリングシステムでのアクセスは困難になり、ツールを素早く 交換するオペレータの能力を妨げる。更に、機械的利益を生じるために主にねじ 山に依存すると、ねじ山とねじ山を収容するねじ穴との間が過度に摩耗してしま う可能性があり、これはまた長期にわたって不一致な結合を生じうる。 クランプ機構によって生じる応力によって、締まりばめによって円錐台状雄型 結合構成要素及び雌型結合構成要素が互いにしっかりと締めつけられるため、ツ ールの交換が望まれる場合、これらの構成要素を積極的に引き離す又は「バンプ 」して離すためにある手段が設けられなくてはならない。このため、多くの従来 技術のプランジャタイプの結合システムはある種のバンピング機構を含む。しか し、これらの機構の多くは、雄型構成要素及び雌型構成要素を「バンプ」して離 すのに必要な衝撃を提供するためにスプリングに依存する。スプリングの使用は 結合機構を複雑にするだけでなく、信頼性のないバンピング動作を生じうる。ロ ッキングボール機構の使用によって、プランジャタイプのクランプ機構の上述の 欠点のいくつかを克服できるが、ロッキングボールの使用により、ツールの雄型 構成要素のテーパー付けされた壁を介する穴を設けることが必要となる。このよ うな穴は、ＤＩＮ６９８９３の仕様では許容されない。 来国特許第５，３４６，３４４号を英語によるカウンターパートとするヨーロ ッパ特許出願 0 507 147 A1 は結合デバイスを開示しており、このデバイスは、 ドローバーをウェッジに抗するように引くことによってツールの雄型構成要素に 抗するように半径方向に拡張される浮動ウェッジを有する。しかし、このデバイ スは、前方向に雄型構成要素の中まで伸びてウェッジと係合するドローバーを必 要とする。更に、このデバイスのウェッジ動作は、雄型構成要素を固定する機械 的利益を提供しない。 米国特許第４，６１５，２４４号を英語によるカウンターパートとするヨーロ ッパ特許出願 0 155 539 A1 はツール結合システムを開示しており、このシステ ムは一対の直交方向に移動可能な対向するウェッジを有し、ドローバーをクラン プピンに抗するように移動させて雄型構成要素を固定する。ドローバーは、これ らのウェッジによって引き戻される。 請求の範囲 １．遠位端部において従動面（２４）を含む凹部（１５）を有する雄型結合部 （３）を含み、軸（Ｘ）を有する本体（３０）と、壁（３２）を有し、前記雄型 結合部（３）の前記遠位端部を収容するために前記軸（Ｘ）に沿って配置される 開口部（１９）とを有する雌型結合部（９）を含む、マシンツール構成要素を互 いにロック可能に結合する結合システム（１０）であって、 （ａ）前記雌型結合部（９）が前記開口部（１９）内で前記壁（３２）から伸 びる複数のラグ（３３ａ、ｂ）を更に含み、 （ｂ）複数の対向するジョー部材（１２ａ、ｂ）を含み、前記ジョー部材（１ ２ａ、ｂ）は前記開口部（１９）に移動可能に取り付けられ、前記ラグ（３３ａ 、ｂ）と係合して前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の軸方向移動を制限する脚部（ ４６ａ、ｂ）を有し、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）は更に、前記ジョー部材（ １２ａ、ｂ）が前記軸（Ｘ）に対して直交方向に互いから離れるように移動する と前記従動面（２４）と係合し、前記軸（Ｘ）から半径方向及び外方向に、なら びに前記軸（Ｘ）に沿って長手方向に前記従動面（２４）を付勢して前記雄型結 合部（３）及び前記雌型結合部（９）を互いにかみ合わせるカム表面（４４ａ、 ｂ）を有し、 （ｂ）前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）を互いから離れるように移動させる駆動 トレイン（１３）を含み、 （ｉ）前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）を互いから離れるように駆動させる 軸方向に移動可能な駆動要素（５２）を含み、 （ｉｉ）前記駆動要素（５２）を軸方向に移動させる、前記軸（Ｘ）に対 して直交方向に移動可能の一対の対向するウェッジ部材（５８ａ、ｂ）を含み、 （ｉｉｉ）前記軸（Ｘ）に対して直交方向に互いに向かって及び互いから 離れるように前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）を駆動させるねじ部材（６４）を 含む、 結合システム。 ２．前記ねじ部材（６４）が前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）を互いから離れ るように直交方向に駆動させると、前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）が更に前記 雄型結合部（３）の前記遠位端部と締めつけによって係合し、前記雌型結合部（ ９）の前記開口部（１９）から離れるように駆動することを含む、請求の範囲１ に記載の結合システム。 ３．前記駆動要素（５２）と前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）との締めつけ接触 の角度は、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の各々が前記軸（Ｘ）に対して直交方 向に移動する距離が、前記駆動要素（５２）が移動する軸方向の距離よりも小さ いような角度であり、これによって前記駆動要素（５２）と前記ジョー部材（１ ２ａ、ｂ）との間に機械的利益が得られる、請求の範囲１に記載の結合システム 。 ４．前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）と前記駆動要素（５２）との間の締めつ け接触の角度は、前記ウェッジ構成要索（５８ａ、ｂ）の各々が直交方向に移動 する距離が、前記駆動要素（５２）が軸方向に移動する距離よりも小さいような 角度であり、これによって前記一対のウェッジ部材（５８ａ、ｂ）と前記駆動要 素（５２）との間に機械的利益が得られる、請求の範囲１に記載の結合システム 。 ５．前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の一方の端部は前記雌型結合部（９）にピ ボット可能に取り付けられ、前記駆動要素（５２）は各前記ジョー部材（１２ａ 、ｂ）の反対側の端部上の点で前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）と係合し、前記ジ ョー部材（１２ａ、ｂ）を互いから離れるように駆動させる前記駆動要素（５２ ）の動作と、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の前記カム表面（４４ａ、ｂ）及び 前記雄型結合部（３）の前記従動面（２４）間の相互係合との間に機械的利益を 提供するように、この点は前記カム表面（４４ａ、ｂ）よりも更に各前記ジョー 部材（１２ａ、ｂ）の前記一方の端部から離れている、請求の範囲１に記載の結 合システム。 ６．前記ねじ部材（６４）が前記軸（Ｘ）に対して直交方向に配されており、 前記雌型結合部（９）の側壁からアクセス可能なねじヘッド（６６）を含む、請 求の範囲１に記載の結合システム。 ７．前記ねじ部材（６４）が、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の各々にそれぞ れ係合される右巻きねじ山及び左巻きねじ山を含む、請求の範囲６に記載の結合 システム。 ８．前記駆動要素（５２）が、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の対向する凹部 （５０ａ、ｂ）によって生じる空間内で自由に浮動する、請求の範囲１に記載の 結合システム。 ９．前記駆動要素（５２）がボールである、請求の範囲７に記載の結合システ ム。 １０．前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）及び前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）がそ れぞれ前記ボール（５２）の球状外面を実質的に補う湾曲である円柱状ウェッジ 表面（６８ａ、ｂ）を含み、前記ボール（５２）、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ ）及び前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）との間にレンズ状タイプの表面接触を提 供する、請求の範囲９に記載の結合システム。 １１．前記駆動要素（５２）が前記ウェッジ部材（１２ａ、ｂ）に加える反作用 剪断力を打ち消すため、前記ねじ部材（６４）と、前記雌型結合部（９）の前記 円筒形開口部（３１）を定める底部の壁との間に配置される支持ペデスタル（７ ２）を更に含む、請求の範囲１に記載の結合システム。 １２．前記ねじ部材（６４）が前記雌型結合部（９）の側壁に対して半径方向に 配置され、前記ねじ部材（６４）への半径方向アクセスを提供するねじヘッド（ ６６）と、前記ウェッジ部材（１２ａ、ｂ）の各々とそれぞれ係合する右巻きね じ山及び左巻きねじ山（６２ａ、ｂ）とを含む、請求の範囲１１に記載の結合シ ステム。 １３．前記ボール（５２）は前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の前記脚部（４６ａ 、ｂ）と反対側の端部上の点で前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）と係合し、前記ジ ョー部材（１２ａ、ｂ）を互いから離れるように駆動させる前記駆動要素（５２ ）の動作と、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の前記カム表面（４４ａ、ｂ）及び 前記雄型結合部（３）の前記従動面（２４）間の相互係合との間で機械的利益を 提供するように、この点は前記カム表面（４４ａ、ｂ）よりも更に前記脚部（４ ６ａ、ｂ）から離れている、請求の範囲９に記載の結合システム。 【手続補正書】 【提出日】１９９６年１２月９日 【補正内容】 １）明細書第１１ページ第２２行の「弧状ラグ３８ａ、ｂ」を「弧状ラグ３３ ａ、ｂ」と補正する。 ２）請求の範囲を別紙のごとく補正する（請求項１１及び１２における符号の 一部補正）。 請求の範囲 １．遠位端部において従動面（２４）を含む凹部（１５）を有する雄型結合部 （３）を含み、軸（Ｘ）を有する本体（３０）と、壁（３２）を有し、前記雄型 結合部（３）の前記遠位端部を収容するために前記軸（Ｘ）に沿って配置される 開口部（１９）とを有する雌型結合部（９）を含む、マシンツール構成要素を互 いにロック可能に結合する結合システム（１０）であって、 （ａ）前記雌型結合部（９）が前記開口部（１９）内で前記壁（３２）から伸 びる複数のラグ（３３ａ、ｂ）を更に含み、 （ｂ）複数の対向するジョー部材（１２ａ、ｂ）を含み、前記ジョー部材（１ ２ａ、ｂ）は前記開口部（１９）に移動可能に取り付けられ、前記ラグ（３３ａ 、ｂ）と係合して前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の軸方向移動を制限する脚部（ ４６ａ、ｂ）を有し、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）は更に、前記ジョー部材（ １２ａ、ｂ）が前記軸（Ｘ）に対して直交方向に互いから離れるように移動する と前記従動面（２４）と係合し、前記軸（Ｘ）から半径方向及び外方向に、なら びに前記軸（Ｘ）に沿って長手方向に前記従動面（２４）を付勢して前記雄型結 合部（３）及び前記雌型結合部（９）を互いにかみ合わせるカム表面（４４ａ、 ｂ）を有し、 （ｂ）前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）を互いから離れるように移動させる駆動 トレイン（１３）を含み、 （ｉ）前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）を互いから離れるように駆動させる 軸方向に移動可能な駆動要素（５２）を含み、 （ｉｉ）前記駆動要素（５２）を軸方向に移動させる、前記軸（Ｘ）に対 して直交方向に移動可能の一対の対向するウェッジ部材（５８ａ、ｂ）を含み、 （ｉｉｉ）前記軸（Ｘ）に対して直交方向に互いに向かって及び互いから 離れるように前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）を駆動させるねじ部材（６４）を 含む、 結合システム。 ２．前記ねじ部材（６４）が前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）を互いから離れ るように直交方向に駆動させると、前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）が更に前記 雄型結合部（３）の前記遠位端部と締めつけによって係合し、前記雌型結合部（ ９）の前記開口部（１９）から離れるように駆動することを含む、請求の範囲１ に記載の結合システム。 ３．前記駆動要素（５２）と前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）との締めつけ接触 の角度は、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の各々が前記軸（Ｘ）に対して直交方 向に移動する距離が、前記駆動要素（５２）が移動する軸方向の距離よりも小さ いような角度であり、これによって前記駆動要素（５２）と前記ジョー部材（１ ２ａ、ｂ）との間に機械的利益が得られる、請求の範囲１に記載の結合システム 。 ４．前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）と前記駆動要素（５２）との間の締めつ け接触の角度は、前記ウェッジ構成要素（５８ａ、ｂ）の各々が直交方向に移動 する距離が、前記駆動要素（５２）が軸方向に移動する距離よりも小さいような 角度であり、これによって前記一対のウェッジ部材（５８ａ、ｂ）と前記駆動要 素（５２）との間に機械的利益が得られる、請求の範囲１に記載の結合システム 。 ５．前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の一方の端部は前記雌型結合部（９）にピ ボット可能に取り付けられ、前記駆動要素（５２）は各前記ジョー部材（１２ａ 、ｂ）の反対側の端部上の点で前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）と係合し、前記ジ ョー部材（１２ａ、ｂ）を互いから離れるように駆動させる前記駆動要素（５２ ）の動作と、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の前記カム表面（４４ａ、ｂ）及び 前記雄型結合部（３）の前記従動面（２４）間の相互係合との間に機械的利益を 提供するように、この点は前記カム表面（４４ａ、ｂ）よりも更に各前記ジョー 部材（１２ａ、ｂ）の前記一方の端部から離れている、請求の範囲１に記載の結 合システム。 ６．前記ねじ部材（６４）が前記軸（Ｘ）に対して直交方向に配されており、 前記雌型結合部（９）の側壁からアクセス可能なねじヘッド（６６）を含む、請 求の範囲１に記載の結合システム。 ７．前記ねじ部材（６４）が、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の各々にそれぞ れ係合される右巻きねじ山及び左巻きねじ山を含む、請求の範囲６に記載の結合 システム。 ８．前記駆動要素（５２）が、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の対向する凹部 （５０ａ、ｂ）によって生じる空間内で自由に浮動する、請求の範囲１に記載の 結合システム。 ９．前記駆動要素（５２）がボールである、請求の範囲７に記載の結合システ ム。 １０．前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）及び前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）がそ れぞれ前記ボール（５２）の球状外面を実質的に補う湾曲である円柱状ウェッジ 表面（６８ａ、ｂ）を含み、前記ボール（５２）、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ ）及び前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）との間にレンズ状タイプの表面接触を提 供する、請求の範囲９に記載の結合システム。 １１．前記駆動要素（５２）が前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）に加える反作用 剪断力を打ち消すため、前記ねじ部材（６４）と、前記雌型結合部（９）の前記 円筒形開口部（３１）を定める底部の壁との間に配置される支持ペデスタル（７ ２）を更に含む、請求の範囲１に記載の結合システム。 １２．前記ねじ部材（６４）が前記雌型結合部（９）の側壁に対して半径方向に 配置され、前記ねじ部材（６４）への半径方向アクセスを提供するねじヘッド（ ６６）と、前記ウェッジ部材（５８ａ、ｂ）の各々とそれぞれ係合する右巻きね じ山及び左巻きねじ山（６２ａ、ｂ）とを含む、請求の範囲１１に記載の結合シ ステム。 １３．前記ボール（５２）は前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の前記脚部（４６ａ 、ｂ）と反対側の端部上の点で前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）と係合し、前記ジ ョー部材（１２ａ、ｂ）を互いから離れるように駆動させる前記駆動要素（５２ ）の動作と、前記ジョー部材（１２ａ、ｂ）の前記カム表面（４４ａ、ｂ）及び 前記雄型結合部（３）の前記従動面（２４）間の相互係合との間で機械的利益を 提供するように、この点は前記カム表面（４４ａ、ｂ）よりも更に前記脚部（４ ６ａ、ｂ）から離れている、請求の範囲９に記載の 結合システム。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 させるための一対の対向するウェッジ部材（５８）と、 ウェッジ部材（５８）を互いに向かって及び互いから離 れるように移動させるために各端部に右巻きねじ山及び 左巻きねじ山を有するねじ（６４）とを含む。この駆動 トレイン（１３）は、高程度の機械的利益を有しなが ら、小さなエンベロープ内で、雄型結合部（３）と雌型 結合部（５）との間に大きなクランプ力を生じる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．マシンツール構成要素を互いにロック可能に結合する結合システムであっ て、 （ａ）遠位端部において従動面を含む凹部を有する雄型結合部を含み、 （ｂ）軸と、前記軸に沿って配置され前記雄型結合部の遠位端部を収容する開 口部と、前記開口部に移動可能に取り付けられる複数の対向するジョー部材とを 有する雌型結合部を含み、前記ジョー部材は、前記ジョー部材が前記軸に対して 直交方向に互いから離れるように移動すると前記従動面と係合して前記雄型結合 部及び雌型結合部を互いにかみ合わせるカム表面を有し、 （ｃ）前記ジョー部材を互いから離れるように移動させる駆動トレインを含み 、前記駆動トレインは前記ジョー部材を互いから離れるように移動させる軸方向 に移動可能な駆動要素と、前記駆動要素を軸方向に移動させるために前記軸に対 して直交方向に移動可能な一対の対向するウェッジ部材と、前記ウェッジ部材を 互いに向かって及び互いから離れるように直交方向に駆動させるねじ部材とを含 む、 結合システム。 ２．前記ねじ部材が前記ウェッジ部材を互いから離れるように直交方向に駆動 させると、前記ウェッジ部材が更に前記雄型結合部の前記遠位端部と締めつけに よって係合し、前記雌型結合部の凹部から離れるように駆動することを含む、請 求の範囲１に記載の結合システム。 ３．前記駆動要素と前記ジョー部材との締めつけ接触の角度は、前記ジョー部 材の各々が前記軸に対して直交方向に移動する距離が、前記駆動要素が移動する 軸方向の距離よりも小さいような角度であり、これによって前記駆動要素と前記 ジョー部材との間に機械的利益が得られる、請求の範囲１に記載の結合システム 。 ４．前記ウェッジ部材と前記駆動要素との間の締めつけ接触の角度は、前記ウ ェッジ構成要素の各々が直交方向に移動する距離が、前記駆動要素が軸方向に移 動する距離よりも大きいような角度であり、これによって前記一対のウェッジ部 材と前記駆動要素との間に機械的利益が得られる、請求の範囲１に記載の結合シ ステム。 ５．前記ジョー部材の一方の端部は前記雌型結合部にピボット可能に取り付け られ、前記駆動要素は各前記ジョー部材の反対側の端部上の点で前記ジョー部材 と係合し、前記ジョー部材を互いから離れるように駆動させる前記駆動要素の動 作と、前記ジョー部材の前記カム表面及び前記雄型結合部の前記従動面間の相互 係合との間に機械的利益を提供するように、この点は前記カム表面よりも更に各 前記ジョー部材の前記一方の端部から離れている、請求の範囲１に記載の結合シ ステム。 ６．前記ねじ部材が前記軸に対して直交方向に配されており、前記雌型結合部 の側壁からアクセス可能なねじヘッドを含む、請求の範囲１に記載の結合システ ム。 ７．前記ねじ部材が、前記ジョー部材の各々にそれぞれ係合される右巻きねじ 山及び左巻きねじ山を含む、請求の範囲６に記載の結合システム。 ８．前記駆動要素が、前記ジョー部材の対向する凹部によって生じる空間内で 自由に浮動する、請求の範囲１に記載の結合システム。 ９．前記駆動要素がボールである、請求の範囲７に記載の結合システム。 １０．前記ジョー部材及び前記ウェッジ部材がそれぞれ前記ボールの球状外面を 実質的に補う湾曲である円柱状ウェッジ表面を含み、前記ボール、前記ジョー部 材及び前記ウェッジ部材との間にレンズ状タイプの表面接触を提供する、請求の 範囲９に記載の結合システム。 １１．マシンツール構成要素を互いにロック可能に結合する結合システムであっ て、 （ａ）従動面を含む凹部を含む円筒状の遠位端部を有する雄型結合部を含み、 （ｂ）前記雄型結合部の前記遠位端部を収容する円筒状開口部と、前記凹部内に 移動可能に取り付けられる一対の対向するジョー部材とを有する雌型結合部を含 み、前記ジョー部材は、前記ジョー部材が互いから離れるように半径方向に移動 すると前記従動面と係合して前記雄型結合部及び雌型結合部を互いにかみ合わせ るカム表面を有し、 （ｃ）前記ジョー部材を互いから離れるように半径方向に移動させる駆動トレイ ンを含み、前記駆動トレインは前記ジョー部材を互いから離れるように移動させ るために、前記円筒状開口部の回転軸に沿って移動可能であり前記ジョー部材同 士の間に配置される自由浮動駆動要素と、互いに向かって半径方向に移動される と前記駆動要素を軸方向に移動させる一対の対向するウェッジ部材と、互いに向 かって及び互いから離れるように前記ウェッジ部材を半径方向に駆動させる、半 径方向に配されるねじ部材とを含む、 結合システム。 １２．前記ジョー部材の各々が、前記開口部内にピボット可能に取り付けられる 一方の端部と、前記カム表面を含む反対側の端部とを有し、前記自由浮動駆動要 素は前記ジョー部材の前記反対側の端部を互いから離れるようにピボット可能に 移動させる働きをする、請求の範囲１１に記載の結合システム。 １３．前記駆動要素が前記ねじ部材に加える反作用剪断力を打ち消すため、前記 ねじ部材と、前記雌型結合部の前記円筒形開口部を定める底部の壁との間に配置 される支持手段を更に含む、請求の範囲１１に記載の結合システム。 １４．前記自由浮動駆動要素がボールである、請求の範囲１１に記載の結合シス テム。 １５．弾性歪みによって前記ボール、前記ジョー部材及び前記ウェッジ部材の間 に領域タイプのレンズ状接触を得るため、前記ジョー部材及び前記ウェッジ部材 の各々が前記ボールの外面を実質的に補う形状のウェッジ表面を含む、請求の範 囲１４に記載の結合システム。 １６．前記ボールが、５８〜６０ロックウェル硬度の間の硬度を有するベアリン グスチールから形成される、請求の範囲１４に記載の結合システム。 １７．前記雌型結合部が、前記システムの組み立ての間に前記ウェッジ部材を収 容し前記ねじ部材へのアクセスを提供する対向する開口部を含む外側壁を有する 、請求の範囲１１に記載の結合システム。 １８．前記結合システムの組み立ての間、前記ジョー部材同士の間に前記ボール を設けるために前記側壁開口部が通路を提供する、請求の範囲１７に記載の結合 システム。 １９．前記ウェッジ部材の各々はウェッジ表面を含み、前記ねじ部材が前記ウェ ッジ部材を互いから離れるように駆動させると前記ウェッジ表面は前記雄型結合 部の前記遠位端部と係合し、前記雄型結合部の前記遠位端部を前記雌型結合部の 前記凹部から離れるように駆動させる、請求の範囲１１に記載の結合システム。 ２０．前記ねじ部材が前記雌型結合部の側壁に対して半径方向に配置され、前記 ねじ部材への半径方向アクセスを提供するねじヘッドと、前記ウェッジ部材の各 々とそれぞれ係合する右巻きねじ山及び左巻きねじ山とを含む、請求の範囲１１ に記載の結合システム。 ２１．マシンツール構成要素を互いにロック可能に結合する結合システムであっ て、 （ａ）従動面を含む凹部を含む円筒状遠位端部を有する雄型結合部を含み、 （ｂ）前記雄型結合部の前記遠位端部を収容する円筒状開口部と、一対の対向す るジョー部材とを有する雌型結合部を含み、前記ジョー部材の一方の端部は前記 凹部内にピボット可能に取り付けられ、反対側の端部は前記ジョー部材が互いか ら離れるようにピボット移動すると前記従動面と係合して前記雄型結合部及び雌 型結合部を互いにかみ合わせるカム表面を有し、 （ｃ）前記ジョー部材を互いから離れるようにピボット移動させる駆動トレイン を含み、前記駆動トレインは、前記ジョー部材同士の間に配置され、前記ジョー 部材の反対側の端部に向かって回転軸に沿って移動すると前記ジョー部材を互い から離れるように広げるボールと、互いに向かって半径方向に移動すると締めつ けによって前記ボールを軸方向に移動させ、かつ、前記ねじ部材が互いから離れ るように前記ウェッジ部材を駆動させると前記雄型結合部と係合し、前記雄型結 合部を前記雌型結合部の開口部から離れるように駆動させる一対の対向するウェ ッジ部材と、前記ウェッジ部材を互いに向かって及び互いから離れるように半径 方向に駆動させるねじ部材とを含み、 ここで、前記ウェッジ部材、前記ボール及び前記ジョー部材の間の機械的利益 を提供するために、前記ジョー部材の各々の半径方向移動は前記ボールの軸方向 移動よりも小さく、前記ボールの軸方向移動は前記ウェッジ部材の半径方向移動 よりも小さい、 結合システム。 ２２．前記ボールは各前記ジョー部材の前記ピボット可能に取り付けられる端部 と反対側の端部上の点で前記ジョー部材と係合し、前記ジョー部材を互いから離 れるように駆動させる前記駆動要素の動作と、前記ジョー部材の前記カム表面及 び前記雄型結合部の前記従動面との間の相互係合でそれぞれ機械的利益を提供す るように、この点は前記カム表面よりも更に各前記ジョー部材の前記ピボット可 能に取り付けられる端部から離れている、請求の範囲２１に記載の結合システム 。 ２３．弾性歪みによって前記ボール、前記ジョー部材及び前記ウェッジ部材の間 に領域タイプのレンズ状接触を得るため、前記ジョー部材及び前記ウェッジ部材 の各々が前記ボールの球状外面を実質的に補う形状のウェッジ表面を含む、請求 の範囲２１に記載の結合システム。 ２４．前記雌型結合部が、前記システムの組み立ての間に前記ウェッジ部材を収 容し前記ねじ部材へのアクセスを提供する対向する開口部を含む外側壁を有する 、請求の範囲２１に記載の結合システム。 ２５．前記結合システムの組み立ての間、前記ジョー部材同士の間に前記ボール を設けるために前記側壁開口部が通路を提供する、請求の範囲２４に記載の結合 システム。