JPH09506046A - ツールホルダシャンクを保持する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ロックロッド（95）をロック位置とロック解除位置の間で軸方向に往復移動させることにより管状ツールホルダシャンク（45）を解放可能に保持する装置である。ロックロッド（95）は回転カム（150）を用いて往復移動される。カムがスプリング（200）を圧縮することにより、ロックロッド（95）をロック位置に付勢し、ロックロッドをロック解除位置に確実に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】 ツールホルダシャンクを保持する装置 関連出願の引照 本出願は１９９４年４月８日に出願された「キックバックを最小化するように 回転カムを使用してツールホルダシャンクを保持する装置（Apparatus For Hold ing a Toolholder Shank Utilizing a Rotatable Cam to Minimize Kickback） 」と題されたケンナメタル社（Kennmetal）のケースナンバーＫ−１１９６の同 時係属出願である。 発明の背景 本発明はベース内にツールホルダを固定する装置に関し、より詳細には、ロッ クロッドを操作してベース内にツールホルダを保持するカムメカニズムに関する 。 概して、金属加工は硬質の金属からなるカッティングインサートを用いて行わ れるのが一般的である。かかるカッティングインサートはツールホルダに取り付 けられる。ツールホルダは旋盤や粉砕機等の機械の一部であるベース部材に一時 的に又は永久に固定される。 カッティングインサートは激しい状況の下で動作するため定期的に取り替えら れる必要がある。取替えを行うには、カッティングインサートをツールホルダか ら取り外さなければならない。金属加工作業の経済性にとっては、ツールホルダ におけるカッティングインサートの取り替えに必要な時間機械を停止するのは非 効率的である。カッティングインサートを有するツールホルダ全体を取り外し、 既にツールホルダの所定位置に新しいカッティングインサートを有する別のツー ルホルダと取り替えられることができるように取り外し可能なツールホルダを使 用することが望ましい。 このことに留意しつつ、次に効率に対する焦点はツールホルダの取替えの簡便 さとスピードということになる。これはクイックチェンジツールホルダの市販用 の異なるデザインを作る動機の１つでもあった。 かかるデザインの一例は、エリクソン（Erickson）他による「ツールホルダ及 びそれを解放可能に取り付ける方法（Toolholder and Method of Releasably Mo unting）」と題され、本発明の出願人に譲渡されると共に本文の記載の一部とも なっている米国特許第４，７４７，７３５号に見られる。この特許はスプリング ロードされて往復動するロックロッドを示しており、該ロックロッドはスプリン グにより後方に付勢されてロッキング部材を半径方向外方へと移動させ、ツール ホルダをツールホルダ支持部材内に固定する。ツールホルダを解放するには、ロ ッキング部材を引っ込ませ、さらにツールホルダ支持部材からツールホルダを放 出するように、ロックロッドをスプリング力に抗して前進させなければならない 。この特許で述べられたロッキングメカニズムは軸方向に作動されなればならず 、側方に作動されることができない。 発明の要旨 本発明は管状のツールホルダシャンクを解放可能に保持する装置であり、該装 置は、前方接面と、該前方接面と交わり該前方接面の後方に延在してツールホル ダシャンクを収容するボアとを含むベース部材を有する。前端及び後端を有する ロックロッドはベース部材内に存在し、前後への往復移動で移動し、ボア内にツ ールホルダシャンクを引き込んでロック位置に位置させ、ツールホルダシャンク をボアから解放してロック解除位置に位置させる。回転カムがベース部材に取り 付けられ、ロックロッドを前後に往復移動させるようにロックロッドに作用する 。カムは長手方向軸及び関連した長さを有するオフセットポストを含む。このポ ストは、ロックロッドを後方に付勢してロック位置に位置させるように作用する 第１のカム表面と、ロックロッドを前方に確実に移動させてロック解除位置に位 置させるように作用する第２のカム表面を有する。さらにカムは１５０°未満の 回転でロック解除位置からロック位置にロックロッドを付勢するように設計され る。 図面の簡単な説明 本発明の以上の及び他の態様は、図面を参照しながら本発明の以下の詳細な説 明を読み進めることにより明らかになるであろう。以下に図面を簡単に説明する 。 図１はロック解除位置にあるツールホルダベースの側断面図を示す。 図２はツールホルダが固定されるロック位置にあるツールホルダベースの側断 面図を示す。 図３は最前方位置のロックロッドと接触する回転カムの等角投影図を示す。 図４はロックロッドをその最後方位置に付勢する回転カムの等角投影図を示す 。 図５は本発明の分解等角投影図を示す。 図６は図１を９０°回転させた側断面図を示す。 図７は図２を９０°回転させた側断面図を示す。 図８はロック位置とロック解除位置における回転カムの相対位置を示す。 図９は本発明における回転カムの回転に対するスプリングの変位を示すグラフ である。 図１０は本発明の第２実施形態に従う非円形セグメントを有する回転カムの等 角投影図を示す。 図１１はカム表面の全長に非円形位置を拡大した図１０のカムを示す。 図１２はロック位置にある図１０のカムの断面上面図を示す。 図１３はロック解除位置にある図１０のカムの断面上面図を示す。 図１４はロック解除位置にあるツールホルダベースの側断面図を示し、回転カ ムは図１１のものと同様のポストを有する。 図１５はロック位置にあるツールホルダベースの側断面図を示し、回転カムは 図１１のものと同様のポストを有する。 図１６はロック解除位置とロック位置の間の位置にあるツールホルダベースの 側断面図を示し、回転カムは図１１のものと同様のポストを有する。 発明の詳細な説明 図１はカッティングインサート２０を取り付けられた前端１５を有するツール ホルダ１０を示す。カッティングインサート２０はシム（図示せず）によりツー ルホルダ１０から離されることもでき、カッティングインサート２０とシム２５ の両者はピン３５によりツールホルダ１０に固定されるクランプ３０等の手段に よりツールホルダ１０に保持される。ツールホルダ１０は後方当接面４０と前端 １５から後方に延在するシャンク壁５０を有する管状シャンク４５とを備える。 ツールホルダ１０はシャンク壁５０内に位置決めスロット５３を有し得る。シャ ンク壁５０内には複数の孔５５が離間されて配置される。ツールホルダ１０は孔 ５５内に前方凹接面６０を有し得る。 ツールホルダ１０は長手方向軸５６の回りに位置される。長手方向軸５６は明 細書中で参考のために用いることにする。図面で明らかなように、明細書中に述 べられる多くの特徴は長手方向軸５６の回りに対称に存在する。このため、本発 明中の説明は片割れのアイテムにも当てはまることを理解した上で、本明細書中 では大方単一アイテムについて説明することにする。 図１で示されるツールホルダは旋盤等の回転しないツールに対して用いられる ツールホルダの典型である。しかしながらツールホルダには多様なツールが取り 付けられることができ、回転するものにも回転しないものにも対応し得ることを 理解されたい。さらに、ツールホルダ１０の前端１５に最も近い部分は、管状シ ャンク４５に対して長手方向軸５６の回りを約９０°回転されるのが典型的であ る。しかしながら本発明を説明する目的で現段階の向きを使用する。 さらに図面では、ツールホルダシャンクは受取ボアから半径方向に離間される ように示されている。本発明はカム及びロックロッドに関し、ツールホルダと受 取ボアの間のマッチングは図示のようなものであってもよいし、締まりばめも含 み得ることを理解されたい。 前方当接面６７と長手方向軸５６周囲のボア７０を含む開口部とを有するツー ルホルダ受取部材６５は、ベース部材７５に固定されると共にその一部である。 ベース部材７５を通って延在する通路８０内にはスタブ８５があり、スタブ８ ５はツールホルダ受取部材６５のボア７０の中に延出する。ボア９０はスタブ８ ５を通って長手方向に延在し、ロックロッド９５はボア９０内にスライド可能に 取り付けられる。 ロックロッド９５の前端９７の方に凹部１００があり、凹部１００はスタブ８ ５を通って延在する半径方向アパーチャ１０５と整合され得る。ロックロッド９ ５は、ロックロッド上の任意の位置で引っ張られたり押されたりすることにより 長手方向軸５６に沿って移動し得るが、ロックロッド９５と一体の部品であるベ ース１１０において押し引きされるのが好ましい。ロックロッド９５がツールホ ルダ１０から離れるように引っ張られると、アパーチャ１０５内及びロックロッ ド９５の凹部１００内に配置されるロッキングエレメント１１５が半径方向外方 へと付勢される。 図１はツールホルダベース７５から取り外されたツールホルダ１０を示してい る。ツールホルダベース７５内にツールホルダ１０を固定するために、ロックロ ッド９５はロッキングエレメント１１５が凹部１００内に存在し、それが半径方 向アパーチャ１０５内に押し込められるように位置されている。この方向づけに おいて、ツールホルダ１０の管状シャンク４５がボア７０中に挿入され得る。 図２で示されるように、ツールホルダ１０がボア７０内に位置される時には、 ロックロッド９５はツールホルダ１０から離れるように矢印１１７の方向に引っ 張られ、ロッキングエレメント１１５が凹部１００からランプ１１６上へと半径 方向外方へと押し出される。それによりロッキングエレメント１１５は孔５５の 中に入りツールホルダシャンク４５の前方凹接面６０と接触することになる。ロ ックロッド９５が矢印１１７の方向に引っ込むと、ツールホルダ１０はツールホ ルダ受取部材６５内へと付勢され、ツールホルダ１０の後方当接面４０がツール ホルダ受取部材６５の前方当接面６７と接触する。ロックロッド９５のこの動作 により、ツールホルダ１０がツールホルダ受取部材６５内に固定される。 ツールホルダ1０をツールホルダ受取部材６５から解放するには、ロックロッ ド９５がツールホルダ１０の方へと矢印１１９の方向に付勢される。このように 、ロッキングエレメント１１５が半径方向アパーチャ１０５及び凹部１００内に 引っ込められて適切な間隙が設けられ、図１で示されるようにツールホルダ１０ がツールホルダ受取部材６５から取り外されることができる。 ツールホルダ１０がベース７５内にロックされると、ツールホルダ受取部材６ ５の弾性による変形が生じることにより、ツールホルダ受取部材６５内にツール ホルダ１０を保持する高い摩擦力が生じ得る。ツールホルダ１０を解放するには 、ロックロッド９５がスタブ８５を越えて突き出てツールホルダ１０の管状シャ ンク４５内の衝突エリア１２０と接触するようにロックロッド９５がツールホル ダ受取部材６５の前端に延出される。このように、ロックロッド９５を継続して ツールホルダ１０の方に付勢することによりロックロッド９５が衝突エリア１２ ０に突き当たり、それによりツールホルダ１０がツールホルダベース７５から放 り出されることになる。故に、ロックロッド９５を移動させることにより、ツー ルホルダ１０はベース部材７５内に固定されたり解放されたりされることができ 、ツールホルダ１０のクイックチェンジが提供される。 本発明は、ロックロッド９５を矢印１１９の方向に前進させて図１で示される ような解放位置にツールホルダ１０を位置させ、ロックロッド９５を矢印１１７ の方向に引っ込めることにより図２で示されるようなロック位置にツールホルダ １０を固定するように使用されるメカニズムに焦点を置く。 図３及び図４では、図１及び図２で示したメカニズムの重要なエレメントに重 点を置いて示す。詳細には、図３は図１で示されるものと同じ最前方位置にある ロックロッド９５を示す。回転カム１５０はそれを通る長手方向軸１５５を有す ると共に、円柱形であり得るカムポスト１６０を有する。カムポスト１６０はカ ム１５０の長手方向軸１５５からオフセットした長手方向軸１６５を有する。カ ムポスト１６０は少なくとも１つのカム表面１７０を有する。回転カム１５０が ロックロッド９５を通って延在するアパーチャ１８０内に位置されることにより 、アパーチャ１８０の壁の前方部においてロックロッド９５にカム従動面１８５ が形成される。カム１５０はベース部材７５（図１）内で横方向には固定される ので、カムの長手方向軸１５５の回りを回転するだけである。一方ロックロッド ９５は長手方向軸５６に沿って軸方向に移動される。カム１５０の第１の位置で ある図１及び図３で示されるような形態では、カムポスト１６０のカム表面１７ ０がロックロッド９５のカム従動面１８５と接触し、ロックロッド９５がロック 解除位置へと矢印１１９の方向に付勢される。図２及び図４で示されるようなカ ム１５０の第２の位置では、カムポスト１６０のカム表面１７０が矢印１１７の 方向にロックロッド９５を付勢することにより、ロッキングエレメント１１５が 凹部１００を離れてランプ１１６上に移動し図２及び図４で示される形態となり 、ツールホルダがベース部材７５内にロックされる。なお、図４ばカム表面１７ ０がロックロッド９５と直接接触した状態を示す。こうしてロックロッド９５は 適切な方向に移動されるが、説明される好ましいデザインは図２に示されており 、図２ではカム１５０が中間のスプリング／カラー構成を用いてロックロッド９ ５をロック位置に付勢する。このスプリング／カラー構成では、カムポスト１６ ０がカラー１９５に働きかけてロックロッドの後端２０５に連結されるスプリン グ２００を圧縮することにより、ロックロッドが矢印１１７の方向に付勢される 。 図１〜図４から、図１及び図３で示される最前方位置から図２及び図４で示さ れる最後方位置にカム１５０が回転することにより、ロックロッドがロック解除 位置からロック位置へと付勢され、ツールホルダ１０をツールホルダベース７５ に固定する。 図５は本発明による装置の分解図を示す。ツールホルダ受取部材６５とともに ベース部材７５を分解して長手方向軸５６に沿ったツールホルダ受取部材６５の ボア７０、ロックロッドキャビティ２１０及びスプリングキャビティ２１５を露 呈し、交軸方向の環状開口部２２０とロックロッドガイド２２５とで切り離され ている。ボア７０内に存在するスタブ８５自体がボア９０を有し、このボア９０ を通ってロックロッド９５が延在し、ロッキングエレメント１１５をロックロッ ド９５の凹部１００と整合させる。カムポスト１６０を有するカム１５０がロッ クロッド９５のアパーチャ１８０内に嵌合することにより、カム表面１７０がロ ックロッド９５のカム従動面１８５と接触し得る。カム１５０は交軸方向の環状 開口部２２０により横方向に拘束される。 カラー１９５はロックロッドフランジ２４０と接触して回転カム１５０のカム ポスト１６０を囲むまでロックロッド後端２０５の上に嵌合する開口２３５を有 する。カラー１９５は、キャップ２４５によりロックロッド後端２０５に固定さ れるスプリング２００によりロックロッドフランジ２４０に対して付勢される。 キャップは、ロックロッド後端２０５とネジで係合されるボルト２５０によりロ ックロッド後端２０５に連結される。図５ではアイテム２００としてコイルスプ リングが示されるがこれは例示であり、一連の皿ばねが好適なハードウェアであ る。スプリングはキャップ／ボルト構成により圧縮される。 別法では、ロックロッド９５の１つのセグメントをより可撓性を有するように 製造して弾性力を提供することにより、スプリング２００の必要性をなくすこと が可能である。一例としては、アパーチャ１８０に連続するロックロッド９５の 断面を減少することができる。この構成では、カラー１９５をなくしてカムポス ト１６０をロックロッド９５と直接接触させてロックロッド９５をロック位置と ロック解除位置とに付勢するようにすることができる。しかしながらこの構成で は、カムポスト１６０がロックロッド９５を往復運動させることができるように アパーチャ１８０のサイズを小さくすべきである。 ロックロッドフランジ２４０はロックロッドキャビティ２１０と係合し、ロッ クロッド９５を交軸方向に支持する一方でロックロッド９５の長手方向軸５６に 沿う移動を可能にする。このような形態では、好ましくはキャビティ２５５と係 合し得るツールを用いてカム１５０が回転され、ロックロッド９５をロック解除 位置からロック位置へと付勢することが可能である。 図１の説明から、ボア７０内にツールホルダ１０がない場合には、カムの回転 によりロックロッド９５がカラー１９５に対して移動することなく１つのユニッ トとして長手方向軸５６に沿って前後に往復移動される。このような状況の下で は、ロックロッド９５はツールホルダ受取部材６５のボア９０内で移動し、ロッ キングエレメント１１５は半径方向アパーチャ１０５内で前後に自由に移動する 。 しかしながらツールホルダ１０がボア７０に配置されると、図２で示されるよ うにカムポスト１６０がカラー１９５のカム従動面１９７と接触することにより 、ロックロッド９５が後方に付勢される。次いでロッキングエレメント１１５が 凹部１００からランプ１１６へと外方向に移動し、ツールホルダシャンク４５の 前方凹接面６０と接触してツールホルダ１０と係合する。ここでカム１５０が継 続して回転するとカラー１９５がロックロッドフランジ２４０と接触しなくなり 、ロックロッドフランジ２４０から離れるようにロックロッド９５に沿ってスラ イドすることによりスプリング２００が圧縮され、その結果生じるスプリング力 が、図２で示されるようにスプリング２００をロックロッド９５に固定するボル ト２５０を介してロックロッド９５に伝わる。ギャップ２５７はカラー１９５と ロックロッドフランジ２４０の間のこのような離間を示している。 なおスプリング２００はカラー１９５に対して予め負荷されている。ロックロ ッド９５はカラー１９５がロックロッド９５に対して変位されなければ、スプリ ング２００と係合することなく引っ込められ得る。しかしながら、ロッキングエ レメント１１５が管状シャンク４５と係合すると、ロックロッド９５が拘束され ることになり、さらに矢印１１７の方向にカラー１９５が移動することによりカ ラー１９５がロックロッド９５に相対して移動される。こうしてスプリング２０ ０が圧縮され、予め負荷されていた力全部がロッキングエレメント１１５に伝わ り、管状シャンク４５が固定される。 カラー１９５とロックロッド９５はロッキングエレメント１１５が凹部１００ からランプ１１６上の位置に移動するまで矢印１１７の方向に移動し、このラン プ１１６上の位置においてロッキングエレメント１１５は管状シャンク４５と係 合する。この距離をロッキングストロークと呼ぶ。ロッキングエレメント１１５ が管状シャンク４５と係合するランプ１１６上の正確な位置は製造公差に依存す る。このため、このロッキング距離を平均ロッキングストロークと呼ぶことにす る。 これを図６と図７でも示すが、これらの図はロック解除位置とロック位置に位 置する装置の側断面図を示す。ロック解除位置（図６）では、カム表面１７０は ロックロッド９５のカム従動面１８５と接触する。この位置では、ロッキングエ レメント１１５（ファントムで示される）はロックロッド９５の凹部１００内に 存在する。この図ではわかりやすくするためにツールホルダ受取部材６５（図５ ）を省略した。図６に見るように、カム１６０の厚さ又は直径はロックロッド９ ５のカム従動面１８５とカラー１９５のカム従動面１９７の間の距離に等しいか 又はそれよりわずかに短い。カラー１９５はこの間隙を設けるようにロックロッ ド９５のフランジ２４０（図示せず）上に存在する。 しかしながら、ロック位置（図７）ではロッキングエレメント１１５（ファン トムで示される）はツールホルダシャンク（図示せず）と接触するまでランプ１ １６上で変位される。わかりやすくするために、この図ではツールホルダ受取部 材６５とツールホルダ１０を省略した。ここで、カム１５０がさらに回転するこ とにより、カラー１９５がロックロッド９５に沿って移動してスプリング２００ を圧縮し、それによりロックロッド９５が引っ込められることになる。 ２つの重要な特徴を図６及び図７から知るべきである。図６は、ロック解除位 置にある場合にはカム表面１７０がカムポスト１６０の中間部であるカム表面１ ７０ａ上でロックロッドのカム従動面１８５と接触することを示している。図７ は、図５で示されるようにカラー１９５が開口２３５を有するので、カム表面１ ７０がその上部１７０ｂと下部１７０ｃにおいてカラー１９５のカム従動面１９ ７と接触することを示している。これは２つの理由から重要である。 第１に、カム表面１７０とカム従動面１８５及び１９７の間の対称的な接触に より、ロックロッド９５又はカラー１９５上に非対称の力が生じるためにツール ホルダベース７５内でロックロッド９５が動かなくなる可能性が最少化される。 例えば、カムポスト１６０がカム表面１７０の上部においてのみカラー１９５と 接触すると、カラー１９５がツールホルダベース７５内に拘束され、それにより カラー１９５の長手方向における移動が困難となり得る。 第２に、ロックロッド９５をロック解除したりロックしたりすることにカム表 面１７０の長手方向の別々の部分が用いられる。図６で示されるように、カム表 面１７０の中間部１７０ａはロックロッド９５のカム従動面１８５と接触し、カ ム表面１７０の上部１７０ｂ及び下部１７０ｃはカラー１９５と接触する。この ような形態では、カムポスト１６０とカム従動面１８５及び１９７の間の磨耗面 が磨耗を最小化することに使用される。後述するように、カムポスト１６０にお けるカラー１９５とロックロッド９５の接触も、半径方向における異なる位置で 生じ得る。 再び図１及び図２に戻って簡単に説明すると、回転カム１５０及びカムポスト １６０はファントムで示されている。これらのポジションは図８でも示される； しかしながら明示するためにカムポストの直径を小さくしている。カムの位置を 説明する際の基準として、カムポスト１６０がツールホルダ１０（図示せず）か ら最も離れるカム１５０の回転位置を０°とし、反時計回りを正の回転とする。 図８及び図１から、ロック解除位置ではカム１５０は約１３５°の角度で方向 づけられることがわかる。カムを１８０°の位置に回転させることは明らかに可 能であるが、ロック位置とロック解除位置との間のカムの回転範囲を減少するた めにカムの回転を意図的に１８０°未満に限定する。このことは、ツールホルダ ベース７５が密閉された空間にあり、カムの回転に使用されるレンチ等のツール が限られた行程を有する場合に望ましい。カム１５０はツールホルダベース７５ 中のボア２６５内にねじ込みされるセットスクリュー２６０（図５）により回転 をこの範囲に限定され、セットスクリュー２６０は所望のカム１５０の回転に対 応する約１３５°の弧を描いてカム１５０の回りに存在する溝２７０と係合する 。 カム１５０が図８のＢ及び図１で示されるロック解除位置から図８のＡ及び図 ２で示されるロック位置へと移動する、即ちカム１５０がロック解除位置から時 計回りに回転されると、ロックロッド９５は矢印１１７の方向に移動される。ロ ッキングエレメント１１５が凹部１００から外方向に移動され、ツールホルダ１ ０がボア７０内に位置すると、ロッキングエレメント１１５はツールホルダ１０ の前方凹接面６０と係合する。これでロックロッド９５の長手方向の行程が制限 される。しかしながら回転カム１５０が継続して時計回りに回転すると、カム表 面１７０がスプリング２００に抗するようにカラー１９５を付勢することとなり 、それによりスプリングが圧縮され、ロックロッド９５をロック位置へと引っ張 る後方への力が増大する。 スプリング２００の最大の変位は回転カムが０°に回転された時に生じる。し かしながらスプリング力によりカムが突然ロック解除位置に戻される可能性を最 少化するポジションで回転カム１５０を捕らえるために、カム１５０を−５°の 位置に過回転させ、カム１５０のセットスクリュー２６０（図５）及び溝２７０ によりカム１５０の回転を制限させる。この過回転によりロックロッド９５に働 くスプリング力がいくらか犠牲になるが、スプリング力の最小のロスは、これが 提供するプラスのロッキング特徴により正当化される。 図８は図１及び図２と共に、ロック位置からロック解除位置へのカムの回転が １８０°未満であることも示している。ロック位置からカム１５０が反時計回り に回転されると、カムポスト１６０がツールホルダ１０の方に移動し、カラー１ ９５がロックロッドフランジ２４０の方に移動するにつれてスプリング２００が 弛緩される。カラー１９５がフランジ２４０と接触すると、カムのさらなる回転 によりカムポスト１６０がロックロッド９５のカム従動面１８５と接触される。 次いでロックロッド前端９７がツールホルダ１０の衝突エリア１２０と接触する までロックロッド９５が矢印１１９の方向に前進する。ここでカムがさらに回転 すると正作動が生じてベース部材７５からツールホルダ１０が放り出される。こ の装置は、この正作動に利用される回転範囲が約４５°となるように設計される 。 説明の通り、カムポストに沿う接触は対称でありロックロッドのロック解除位 置とロック位置ではカムポストの異なる場所で生じる。 図１及び図２で示される設計にはさらに特徴がある。カムポストの接触がカム ポストに沿った同じ場所で発生するとしても、ロックロッドをロック位置とロッ ク解除位置に付勢するのにカムポストの半径方向の異なる部分が接触されるよう にカムの回転が制限されている。図８で説明すると、カムポスト１６０は濃い線 で示されるセクション２７２に沿ってカラーと接触し、ロックロッドを引っ込め る。またカムポスト１６０は濃い線で示されるセクション２７４に沿ってロック ロッドと接触し、ロックロッドをロック解除する。これらの表面は半径方向のカ ムポスト１６０上の異なる位置にあるので、カムポスト１６０の磨耗が最小化さ れる。 ツールホルダがボア内に配置されると、図８で示されるカム１５０の時計回り 方向の回転により、カラーを移動させロックロッドに力を伝えるカムポスト１６ ０の移動が提供される。カラーがスプリングを圧縮すると、この力はロックロッ ドにも伝わる。ロックロッドの適切なロッキングを達成するためには、１，００ ０１ｂを越えるスプリング力を生成することはまれなことではない。この力はロ ックロッド９５がロック解除位置とロック位置との間で移動される時にトルクの 形態でカムを介して伝えられる。一般に、回転カムはレンチ等のハンドツールを 用いて回転され、生成される高いスプリング力はカムを介して高トルクの形態で レンチに伝えられる。その結果、ロック位置とロック解除位置の間で移動する際 にカムの望ましくない反動が生じる可能性がある。 図９は０°の回転に対応するロックロッドのロック位置Ａから１３５°の回転 に対応する解放位置Ｂへのカムポスト及びスプリングの変位を示す。ライン２８ ０はカムがロック位置からロック解除位置へと回転された時にカラー１９５との 接触点におけるカムポスト１６０の変位を反映したものである。前述したように 、カム１５０のロック位置は実際には−５°回転した場所である；しかしながら 説明の目的でそれを図９では示さないことにする。図９で示されるライン２８０ を調査すると、カムがロック解除位置へと回転されるにつれてスロープが次第に 急になることがわかる。このラインは、約４０°の回転で発生し得るカラー１９ ５のロックロッドフランジ２４０との接触が生じるまでのスプリングの変位のプ ロファイルを示す。これは図１で示される位置と図２で示される位置の間のロッ クロッドの位置を示す。ここで、カムがさらに回転してもスプリングはもはや弛 緩しなくなるが、ロックロッドが矢印１１９の方向に移動してツールホルダ１０ が解放される。しかしながらカムの回転がスプリングの変位に影響を及ぼしてい る間は、かなりの力がカムポストに働き、高いトルクが生成される。典型的なス プリングの場合には圧縮力が１，０００１ｂ以上になった時に、カムにより伝え られるロックロッド９５のロックやロック解除に必要な力及びそれに関連するト ルクが、このキック力の重要性を認める程に意味を持ったものとなる。 このキック動作を減じる設計が望ましく、これが本発明の第２の実施形態の焦 点である。カムポストの形状を円柱形とは違う形にすることにより、スプリング の変位を行程範囲にわたって変えることができる。図１で示される構成に再度戻 ると、ツールホルダ１０がボア７０内に配置されない場合に、円柱形のカム１５ ０がロック解除位置からロック位置に回転されると、ロックロッド７５、カラー １９５、スプリング２００及びエンドキャップ２０５を含むユニットがカムポス ト１６０により変位されるのでこのユニット全体が一緒になって移動する。この 構成では、カラー１９５とロックロッド９５の間の相対移動がない。カム１５０ の移動がカラー１９５に作用しスプリング２００を圧縮するのは、ツールホルダ １０によりロックロッド９５が拘束される時だけである。図９に見られる曲線２ ８０を生成するのはこの動作である。 カムポストのプロファイルを変更することによりスプリングの変位に好ましい 影響が及ぼされ、スプリングを圧縮解除（又は圧縮）させる回転の範囲が広がり 、さらにはカムポストに摩擦がもたらされ、純粋に円柱形のポストを用いた場合 に生成されるキック力が減じられる。カムポストの長さに沿って偏心的な突出部 を設けることにより、カムの回転に直接作用するスプリングの変位を最小にする ことが可能である。詳細に言えば、カムポストがスプリングの圧縮解除（又は圧 縮）に係わってカムに作用するトルクを小さくすることができる。さらに、カム 回転のより大きな範囲にわたってスプリングが変位して圧縮解除（又は圧縮）さ れることにより、より大きな回転距離にわたってより小さい力が伝えられること となり、短い回転距離にわたって伝えられる大きな力が最小化される。さらに、 スプリングを圧縮解除（又は圧縮）させるカムの回転距離を大きくすることによ り、より小さなモーメントのアームを提供するポストの回転上の位置において力 がカムポストに及び、それによりさらにトルクが減少する。 図１０は３つの異なるセグメント１６１、１６２及び１６３を有するカムポス ト１６０を備えるカム１５０を示す。セグメント１６１及び１６２は前述した形 状のものとプロファイルが同じであるが、セグメント１６３には突出部２９０が 追加されている。図１１は図１０のセグメント１６３と同じプロファイルを有す る単一のセグメント１６４を有するカムポスト１６０を備えるカム１５０を示し ている。図１２は図１０のセグメント１１３又は図１１のセグメント１６４で切 断したカムポスト１６０の断面図を示す。カムポストセグメント１６１及び１６ ２の半径がｒ１であり、セグメント１６３は半径ｒ１から移行して連続面を形成 する半径ｒ２を有する追加的な突出部を含むものとする。カムポスト１６０の中 心ライン１６５とカム１５０の中心ライン１５５の交わるライン１６７をベース ラインとして用いると、半径ｒ１からの最大偏差はベースから約６５°の角度の 場所で生じる。これは回転カムの行程の略中間である。半径ｒ２の大きさは、ロ ッキングエレメント１１５がランプ１１６のベースからロッキングエレメントと 管状シャンクとが係合するランプ１１６の部分へと移動する距離に略等しい。こ の距離を平均ロッキングストロークと呼ぶ。 図１では、ツールホルダ１０を所定の位置に有さずにカム１５０が回転すると ロックロッド７５、カラー１９５、スプリング２００及びエンドキャップ２０５ が１つのユニットとなって移動し、それらのエレメント同士間には相対移動がな いことを思い出して頂きたい。さらに、円柱形カムポスト１６０はロックロッド ９５のカム従動面１８５とカラー１９５のカム従動面１９７の間のロックロッド アパーチャ１８０内で自由に回転する。変更されたカムは異なる結果を生じる。 詳細には、図１４〜図１６で示すと共に以下により詳細に説明するように、変更 されたカム１５０はロックロッド１９５のカム従動面１８５とカラー１９５のカ ム従動面１９７の間のウェッジとして作用するので、回転時にはこれら２つの部 分が離れるように付勢される。ロックロッド９５がボア７０内に配置されなくて も、カム１５０の回転により半径ｒ１とｒ２の差の最大量にスプリングが圧縮さ れる。 図１２は図８のＡに対応するロック位置におけるカムを示す。図１３は図８の Ｂに対応するロック解除位置におけるカムを示す。さらに図１４及び図１５は、 カム１５０が図１０又は図１１で図示されるものに類似したポスト１６０を有す るということを除いて図１及び図２で示される前述のものと同じツールホルダベ ース７５とツールホルダ１０を示す。ロック位置からロック解除位置へとカム１ ５０が回転すると、カラー１９５は、前述したものと同様の形態であるカムポス ト１６０（又はカムポスト１６４）の第１セグメント１６１及び第２セグメント １６２に従って移動する。しかしながら突出部２９０を導入することにより、ロ ックロッド９５がロック位置からロック解除位置へと移動されると、この回転の 全体的な結果はスプリングを圧縮解除することによりキック力を生成するが、突 出部２９０がロックロッド９５のカム従動面１８５に働きかけることにより、ロ ックロッドフランジ２４０とカラー１９５がわずかに離間される。これによりス プリングが圧縮され、ロックロッド９５のカム従動面１８５とカラー１９５のカ ム従動面１９７の両方がカムポスト１６０を押さえつけることになる。図９で示 されるライン２８２はロックロッドとカラーの間のこのような相対移動により生 じるスプリングの変位を示す。カム回転の中間点である約６５°地点においてス プリングの変位は最大となる。 本発明を示すために数字を用いると、ロックロッド９５とカラー１９５の間の 最大変位は約６５°回転した場所で発生し、ライン２８２で示されるように約０ ．０５インチの値を有する。この０．０５インチという値は平均ロッキング値に 必要な最大スプリング変位に一致する。ライン２８２からわかるように、図１及 び図８で説明した環状カムを用いると、０．０５インチのスプリングの変位は約 ４０°の回転にわたって発生する。図１０及び図１１のように突出部を有するよ うに変更された設計では、ライン２８０に従うスプリングの偏向は、カム突出部 がライン２８２で示されるような偏向に干渉するまでのみ可能にされる。 例証する目的で、ライン２８０をライン２８２上に重ね、変更された突出部に よる実際のスプリングの偏向を示すことにした。実際のスプリングの偏向はライ ン２８０とライン２８２の交差する上部分により示される。全体の偏向が０°〜 ４０°という４０°の範囲で発生する突出部付カム以外の設計に対し、突出部に よるスプリング偏向は７０°と１３５°の間で発生する。 図１４はツールホルダベース７５内に位置する変更突出部を有するカムを示す 。突出部２９０はロックロッド９５のカム従動面１８５に隣接する位置に見られ る。カム１５０がロック位置まで時計回りに回転すると、突出部はロックロッド のカム従動面に対するウェッジとして作用し、それにより回転初期ではオリジナ ルのカムプロファイルの角度よりも大きい角度でスプリングの圧縮が増大するが 、それと同時に摩擦に耐える回転を導入するようにも作用する。これは図１６で 示される中間位置において示される。 さらなる回転により突出部２９０が前進してロックロッド９５のカム従動面１ ８５と接触しなくなり、円柱形のカム部分（図１０の１６１、１６２又は図１１ の１６４）のみがカム従動面１８５と接触するようになる。ロック位置のカム１ ５０を図１５で示す。 カムポスト１６０の中心部１６３におけるオフセットされた突出部２９０によ りもたらされる効果は、中心部１６３が円柱形プロファイルを維持し上部１６１ 及び下部１６２の各々が突出部２９０と同様の突出部を有する場合に倍増する。 スプリングの圧縮解除（又は圧縮）が図１〜図８で述べた円柱形カム設計の生じ るものより大きい回転範囲にわたって生じる限り、所望の効果がもたらされる。 最後に、突出部２９０の方向づけが１８０°シフトされるとロックロッド９５ の反対側のカラー１９５と接触が生じることを理解されたい。しかしながら図１ ０からわかるように、かかる状況においてはセグメント１６１及び１６２を突出 セグメント１６３と交換することが必要である。 ここまで述べてきたものは、クイックチェンジツールホルダのロックロッドを 往復動させてツールホルダをツールホルダベースに固定したりツールホルダベー スから解放したりするのに使用され得るカムメニズムである。 この装置の詳細に述べた実施形態の変更は本発明の範囲から逸脱することなく 行われることができ、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される と意図する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年３月８日 【補正内容】 このことに留意しつつ、次に効率に対する焦点はツールホルダの取替えの簡便 さとスピードということになる。これはクイックチェンジツールホルダの市販用 の異なるデザインを作る動機の１つでもあった。 かかるデザインの一例は、エリクソン（Erickson）他による「ツールホルダ及 びそれを解放可能に取り付ける方法（Toolholder and Method of Releasably Mo unting）」と題され、本発明の出願人に譲渡されると共に本文の記載の一部とも なっている米国特許第４，７４７，７３５号に見られる。この特許はスプリング 荷重されて往復動するロックロッドを示しており、該ロックロッドはスプリング により後方に付勢されてロッキング部材を半径方向外方へと移動させ、ツールホ ルダをツールホルダ支持部材内に固定する。ツールホルダを解放するには、ロッ キング部材を引っ込ませ、さらにツールホルダ支持部材からツールホルダを放出 するように、ロックロッドをスプリング力に抗して前進させなければならない。 この特許で述べられたロッキングメカニズムは軸方向に作動されなればならず、 側方に作動されることができない。「マシンツールのツールホルダにツールヘッ ドを連結するためのクランピングデバイス（Clamping Device for Connencting a Tool Head to a Toolholder of a Machine Tool）」と題されたフォン・ハー ス（Von Haas）他による米国特許第４，９８１，０５７号は回転ロックロッドを 用いるクランピングデバイスを開示し、該回転ロックロッドはその回転がロッキ ングエレメントを半径方向に伸長させてツールホルダシャンクを固定するのに十 分であるように螺旋状に広がるアパーチャを有する。この特許で述べられたロッ キングメカニズムは側方に作動可能であるが、この発明の特徴は完全にアパーチ ャに関するものであって市販の往復動ロックロッドに適用できない。 発明の要旨 本発明は管状のツールホルダシャンクを解放可能に保持する装置であり、該装 置は、前方接面と、該前方接面と交わり該前方接面の後方に延在してツールホル ダシャンクを収容するボアとを含むベース部材を有する。前端及び後端を有する ロックロッドはベース部材内に存在し、前後への往復移動で移動し、ボア内にツ ールホルダシャンクを引き込んでロック位置に位置させ、ツールホルダシャンク をボアから開放してロック解除位置に位置させる。回転カムがベース部材に取り 付けられ、ロックロッドを前後に往復移動させるようにロックロッドに作用する 。 請求の範囲： １．管状ツールホルダシャンク（４５）を解放可能に保持する装置であって： 前方接面（６７）と、該前方接面と交わり該前方接面の後方に延在してツール ホルダシャンク（４５）を収容するボア（７０）とを含むベース部材（７５）を 含み、 前記ベース部材（７５）内で前端（９７）及び後端を有するロックロッド（９ ５）を含み、該ロックロッドはツールホルダシャンク（４５）をボア（７０）内 に引き込んでロック位置に位置させ、ツールホルダシャンク（４５）をボアから 解放してロック解除位置に位置させるように後方及び前方に往復移動可能であり 、 該装置の改良点が、 ベース部材（７５）に取り付けられ、ロックロッド（９５）を後方及び前方に 往復移動させるようにロックロッドに作用する回転カム（１５０）を含み、該カ ム（１５０）は長手方向軸（１６５）及び関連する長さを有するオフセットポス ト（１６０）を含み、該ポスト（１６０）が前記ロックロッド（９５）を後方に 付勢してロック位置に位置させるように作用する第１のカムセグメント（１６１ ）と前記ロックロッド（９５）を前方に移動させてロック解除位置に位置させる 第２のカムセグメント（１６３）とを有する、 ことを含む管状ツールホルダシャンクを解放可能に保持する装置。 ２．前記カムポスト（１６０）の第１のカムセグメント（１６１）が前記ポスト （１６０）の第２のカムセグメント（１６３）とは異なる半径方向の位置にある ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３．ロックロッド（９５）を弾性力により付勢してロック位置に位置させる手段 （２００）をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。 ４．ロックロッド（９５）を弾性力により付勢する手段（２００）がカム（１６ ０）とロックロッド（９５）の後端との間に配置されるスプリング（２００）で あることを特徴とする請求項３に記載の装置。 ５．第１のカム従動面（１９７）を有するカラー（１９５）をさらに含み、該カ ラーがカム（１５０）とスプリング（２００）との間にロックロッド（９５）上 でスライド可能に配置されることにより、カム（１５０）がロック位置に回転す ると該カラー（１９５）の第１のカム従動面（１９７）が前記第１のカムセグメ ント（１６１）と接触されて後方に変位され、これによりスプリング（２００） が圧縮されてロックロッド（９５）が後方に付勢される、ことを特徴とする請求 項４に記載の装置。 ６．アパーチャ（１８０）がロックロッド（９５）を通って延在し、該アパーチ ャ（１８０）を通ってカムポスト（１６０）が延在することにより前記第２のカ ムセグメント（１６３）が該アパーチャの壁の前方部に位置される第２のカム従 動面（１８５）と接触してロックロッドを前方に付勢する、ことを特徴とする請 求項５に記載の装置。 ７．前記第１のカムセグメント（１６１、１６２）がカムポスト（１６０）の長 手方向に沿って対称に前記第１のカム従動面（１９７）と接触することを特徴と する請求項２に記載の装置。 ８．弾性力によりロックロッド（９５）をロック位置に付勢する手段（２００） をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。 ９．弾性力によりロックロッド（９５）を付勢する手段（２００）がカム（１５ ０）とロックロッド（９５）の後端との間に配置されロックロッド（９５）をロ ック位置に付勢するスプリング（２００）であることを特徴とする請求項８に記 載の装置。 １０．第１のカム従動面（１９７）を有するカラー（１９５）をさらに含み、該 カラー（１９５）がカム（１５０）とスプリング（２００）との間にロックロッ ド（９５）上でスライド可能に配置されることにより、カム（１５０）がロック 位置に回転すると第１のカム従動面（１９７）が第１のカムセグメント（１６１ ）と接触されて後方に変位され、これによりスプリング（２００）が圧縮されて ロックロッド（９５）が後方に付勢される、ことを特徴とする請求項９に記載の 装置。 １１．アパーチャ（１８０）がロックロッド（９５）を通って延在し、該アパー チャ（１８０）を通ってカムポスト（１６０）が延在することにより前記第２の カムセグメント（１６３）が該アパーチャの壁の前方部に位置される第２のカム 従動面（１８５）と接触してロックロッド（９５）を前方に付勢する、ことを特 徴とする請求項１０に記載の装置。 １２．カムポスト（１６０）の第１のカムセグメント（１６１、１６２）がカム ポスト（１６０）の第２のカムセグメント（１６３）とは異なる長手方向位置に カムポスト（１６０）に沿って位置される、ことを特徴とする請求項１に記載の 装置。 １３．弾性力によりロックロッド（９５）をロック位置に付勢する手段（２００ ）をさらに含む請求項１２に記載の装置。 １４．弾性力によりロックロッド（９５）を付勢する手段（２００）がカム（１ ５０）とロックロッド（９５）の後端との間に配置されてロックロッド（９５） をロック位置に付勢するスプリング（２００）である、ことを特徴とする請求項 １３に記載の装置。 １５．第１のカム従動面（１９７）を有するカラー（１９５）をさらに含み、該 カラー（１９５）がカム（１５０）とスプリング（２００）との間にロックロッ ド（９５）上でスライド可能に配置されることにより、カム（１５０）がロック 位置に回転すると第１のカム従動面（１９７）が第１のカムセグメント（１６１ 、１６２）と接触されて後方に変位され、これによりスプリング（２００）が圧 縮されてロックロッド（９５）が後方に付勢される、ことを特徴とする請求項１ ４に記載の装置。 １６．アパーチャ（１８０）がロックロッド（９５）を通って延在し、該アパー チャ（１８０）を通ってカムポスト（１６０）が延在することにより前記第２の カムセグメント（１６３）が該アパーチャの壁の前方部に位置される第２のカム 従動面（１８５）と接触してロックロッド（９５）を前方に付勢する、ことを特 徴とする請求項１５に記載の装置。 １７．第１のカムセグメント（１６１、１６２）がカムポスト（１６０）の長手 方向に沿って対称に第１のカム従動面（１９７）と接触することを特徴とする請 求項１２に記載の装置。 １８．弾性力によりロックロッド（９５）をロック位置に付勢する手段（２００ ）をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の装置。 １９．弾性力によりロックロッド（９５）を付勢する手段（２００）がカム（１ ５０）とロックロッド（９５）の後端との間に配置されてロックロッド（９５） をロック位置に付勢する、ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。 ２０．第１のカム従動面（１９７）を有するカラー（１９５）をさらに含み、該 カラー（１９５）がカム（１５０）とスプリング（２００）との間にロックロッ ド（９５）上でスライド可能に配置されることにより、カム（１５０）がロック 位置に回転すると第１のカム従動面（１９７）が第１のカムセグメント（１６１ ）と接触されて後方に変位され、これによりスプリング（２００）が圧縮されて ロックロッド（９５）が後方に付勢される、ことを特徴とする請求項１９に記載 の装置。 ２１．アパーチャ（１８０）がロックロッド（９５）を通って延在し、該アパー チャ（１８０）を通ってカムポスト（１６０）が延在することにより前記第２の カムセグメント（１６３）が該アパーチャの壁の前方部に位置される第２のカム 従動面（１８５）と接触してロックロッド（９５）を前方に付勢する、ことを特 徴とする請求項２０に記載の装置。 ２２．管状ツールホルダシャンク（４５）を解放可能に保持する装置であって、 前方接面（６７）と、該前方接面（６７）と交わり該前方接面の後方に延在し てツールホルダシャンク（４５）を収容するボア（７０）とを含むベース部材（ ７５）を含み、 ベース部材（７５）内で前端（９７）及び後端を有するロックロッド（９５） を含み、該ロックロッド（９５）はツールホルダシャンク（４５）をボア（７０ ）内に引き込んでロック位置に位置させ、ツールホルダシャンク（４５）をボア （７０）から解放してロック解除位置に位置させるように後方及び前方に移動可 能であり、 該装置の改良点が、 ａ）ベース部材（７５）に取り付けられ、ロックロッド（９５）を後方及び前 方に往復移動させるようにロックロッドに作用する回転カム（１５０）を含み、 該カム（１５０）が長手方向軸（１６５）及び関連する長さを有するオフセット ポスト（１６０）を含むと共にオフセット部分（１６３）を有し、該ポスト（１ ６０）が前記ロックロッド（９５）を後方に付勢してロック位置に位置させるよ うに作用する第１のカムセグメント（１６１）と前記ロックロッド（９５）を前 方に移動させてロック解除位置に位置させる第２のカムセグメント（１６３）と を有し、 ｂ）前記ロックロッド（９５）をロック解除位置からロック位置に往復移動さ せるカムの回転が１８０°未満である、 ことを特徴とする管状ツールホルダシャンクを解放可能に保持する装置。 ２３．ロック位置とロック解除位置の間のカムの回転が１４５°未満であること を特徴とする請求項２２に記載の装置。 ２４．ツールホルダ（１０）をロック解除位置に確実に移動させるカム（１５０ ）の回転が５０°未満であることを特徴とする請求項２２に記載の装置。 ２５．カム（１５０）とロックロッド（９５）の後端との間に配置されてロック ロッド（９５）をロック位置に移動させるスプリング（２００）をさらに含み、 第１のカム従動面（１９７）を有するカラー（１９５）をさらに含み、該カラ ー（１９５）がカム（１５０）とロックロッド（９５）の後端との間にロックロ ッド（９５）上でスライド可能に配置されてそれらの間にスプリング（２００） を捕獲することにより、カム（１５０）がロック位置に回転すると該カラーの第 １のカム従動面（１９７）が第１のカムセグメント（１６１）と接触されて後方 に変位され、これによりスプリング（２００）が圧縮されてロックロッド（９５ ）が後方に付勢される、ことを特徴とする請求項２４に記載の装置。 ２６．さらに回転カム（１５０）が支持部材（７５）を通してセットスクリュー （２６０）によりスライド可能に係合される周辺制限ストップ溝（２７０）を含 むことによりカム（１５０）が制限範囲内で回転される、ことを特徴とする請求 項２５に記載の装置。 ２７．カム（１５０）の回転範囲が完全にロックされた位置にあるスプリング（ ２００）の最大の圧縮を越えるものであることによりカム（１５０）が捕獲位置 に休止される、ことを特徴とする請求項２６に記載の装置。 【手続補正書】 【提出日】１９９６年１２月９日 【補正内容】 １）明細書第１４ページ第２６行の「ロックロッド７５」を「ロックロッド９ ５」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４及び２６における符号及び 要素の一部補正）。 請求の範囲： １．管状ツールホルダシャンク（４５）を解放可能に保持する装置であって： 前方接面（６７）と、該前方接面と交わり該前方接面の後方に延在してツール ホルダシャンク（４５）を収容するボア（７０）とを含むベース部材（７５）を 含み、 前記ベース部材（７５）内で前端（９７）及び後端を有するロックロッド（９ ５）を含み、該ロックロッドはツールホルダシャンク（４５）をボア（７０）内 に引き込んでロック位置に位置させ、ツールホルダシャンク（４５）をボアから 解放してロック解除位置に位置させるように後方及び前方に往復移動可能であり 、 該装置の改良点が、 ベース部材（７５）に取り付けられ、ロックロッド（９５）を後方及び前方に 往復移動させるようにロックロッドに作用する回転カム（１５０）を含み、該カ ム（１５０）は長手方向軸（１６５）及び関連する長さを有するオフセットポス ト（１６０）を含み、該ポスト（１６０）が前記ロックロッド（９５）を後方に 付勢してロック位置に位置させるように作用する第１のカムセグメント（１６１ ）と前記ロックロッド（９５）を前方に移動させてロック解除位置に位置させる 第２のカムセグメント（１６３）とを有する、 ことを含む管状ツールホルダシャンクを解放可能に保持する装置。 ２．前記カムポスト（１６０）の第１のカムセグメント（１６１）が前記ポスト （１６０）の第２のカムセグメント（１６３）とは異なる半径方向の位置にある ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３．ロックロッド（９５）を弾性力により付勢してロック位置に位置させる手段 （２００）をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。 ４．ロックロッド（９５）を弾性力により付勢する手段（２００）がカム（１５ ０ ）とロックロッド（９５）の後端との間に配置されるスプリング（２００）で あることを特徴とする請求項３に記載の装置。 ５．第１のカム従動面（１９７）を有するカラー（１９５）をさらに含み、該カ ラーがカム（１５０）とスプリング（２００）との間にロックロッド（９５）上 でスライド可能に配置されることにより、カム（１５０）がロック位置に回転す ると該カラー（１９５）の第１のカム従動面（１９７）が前記第１のカムセグメ ント（１６１）と接触されて後方に変位され、これによりスプリング（２００） が圧縮されてロックロッド（９５）が後方に付勢される、ことを特徴とする請求 項４に記載の装置。 ６．アパーチャ（１８０）がロックロッド（９５）を通って延在し、該アパーチ ャ（１８０）を通ってカムポスト（１６０）が延在することにより前記第２のカ ムセグメント（１６３）が該アパーチャの壁の前方部に位置される第２のカム従 動面（１８５）と接触してロックロッドを前方に付勢する、ことを特徴とする請 求項５に記載の装置。 ７．前記第１のカムセグメント（１６１、１６２）がカムポスト（１６０）の長 手方向に沿って対称に前記第１のカム従動面（１９７）と接触することを特徴と する請求項２に記載の装置。 ８．弾性力によりロックロッド（９５）をロック位置に付勢する手段（２００） をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。 ９．弾性力によりロックロッド（９５）を付勢する手段（２００）がカム（１５ ０）とロックロッド（９５）の後端との間に配置されロックロッド（９５）をロ ック位置に付勢するスプリング（２００）であることを特徴とする請求項８に記 載の装置。 １０．第１のカム従動面（１９７）を有するカラー（１９５）をさらに含み、該 カラー（１９５）がカム（１５０）とスプリング（２００）との間にロックロッ ド（９５）上でスライド可能に配置されることにより、カム（１５０）がロック 位置に回転すると第１のカム従動面（１９７）が第１のカムセグメント（１６１ ）と接触されて後方に変位され、これによりスプリング（２００）が圧縮されて ロックロッド（９５）が後方に付勢される、ことを特徴とする請求項９に記載の 装置。 １１．アパーチャ（１８０）がロックロッド（９５）を通って延在し、該アパー チャ（１８０）を通ってカムポスト（１６０）が延在することにより前記第２の カムセグメント（１６３）が該アパーチャの壁の前方部に位置される第２のカム 従動面（１８５）と接触してロックロッド（９５）を前方に付勢する、ことを特 徴とする請求項１０に記載の装置。 １２．カムポスト（１６０）の第１のカムセグメント（１６１、１６２）がカム ポスト（１６０）の第２のカムセグメント（１６３）とは異なる長手方向位置に カムポスト（１６０）に沿って位置される、ことを特徴とする請求項１に記載の 装置。 １３．弾性力によりロックロッド（９５）をロック位置に付勢する手段（２００ ）をさらに含む請求項１２に記載の装置。 １４．弾性力によりロックロッド（９５）を付勢する手段（２００）がカム（１ ５０）とロックロッド（９５）の後端との間に配置されてロックロッド（９５） をロック位置に付勢するスプリング（２００）である、ことを特徴とする請求項 １３に記載の装置。 １５．第１のカム従動面（１９７）を有するカラー（１９５）をさらに含み、該 カラー（１９５）がカム（１５０）とスプリング（２００）との間にロックロッ ド（９５）上でスライド可能に配置されることにより、カム（１５０）がロック 位置に回転すると第１のカム従動面（１９７）が第１のカムセグメント（１６１ 、１６２）と接触されて後方に変位され、これによりスプリング（２００）が圧 縮されてロックロッド（９５）が後方に付勢される、ことを特徴とする請求項１ ４に記載の装置。 １６．アパーチャ（１８０）がロックロッド（９５）を通って延在し、該アパー チャ（１８０）を通ってカムポスト（１６０）が延在することにより前記第２の カムセグメント（１６３）が該アパーチャの壁の前方部に位置される第２のカム 従動面（１８５）と接触してロックロッド（９５）を前方に付勢する、ことを特 徴とする請求項１５に記載の装置。 １７．第１のカムセグメント（１６１、１６２）がカムポスト（１６０）の長手 方向に沿って対称に第１のカム従動面（１９７）と接触することを特徴とする請 求項１２に記載の装置。 １８．弾性力によりロックロッド（９５）をロック位置に付勢する手段（２００ ）をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の装置。 １９．弾性力によりロックロッド（９５）を付勢する手段（２００）がカム（１ ５０）とロックロッド（９５）の後端との間に配置されてロックロッド（９５） をロック位置に付勢する、ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。 ２０．第１のカム従動面（１９７）を有するカラー（１９５）をさらに含み、該 カラー（１９５）がカム（１５０）とスプリング（２００）との間にロックロッ ド（９５）上でスライド可能に配置されることにより、カム（１５０）がロック 位置に回転すると第１のカム従動面（１９７）が第１のカムセグメント（１６１ ）と接触されて後方に変位され、これによりスプリング（２００）が圧縮されて ロックロッド（９５）が後方に付勢される、ことを特徴とする請求項１９に記載 の装置。 ２１．アパーチャ（１８０）がロックロッド（９５）を通って延在し、該アパー チャ（１８０）を通ってカムポスト（１６０）が延在することにより前記第２の カムセグメント（１６３）が該アパーチャの壁の前方部に位置される第２のカム 従動面（１８５）と接触してロックロッド（９５）を前方に付勢する、ことを特 徴とする請求項２０に記載の装置。 ２２．管状ツールホルダシャンク（４５）を解放可能に保持する装置であって、 前方接面（６７）と、該前方接面（６７）と交わり該前方接面の後方に延在し てツールホルダシャンク（４５）を収容するボア（７０）とを含むベース部材（ ７５）を含み、 ベース部材（７５）内で前端（９７）及び後端を有するロックロッド（９５） を含み、該ロックロッド（９５）はツールホルダシャンク（４５）をボア（７０ ）内に引き込んでロック位置に位置させ、ツールホルダシャンク（４５）をボア （７０）から解放してロック解除位置に位置させるように後方及び前方に移動可 能であり、 該装置の改良点が、 ａ）ベース部材（７５）に取り付けられ、ロックロッド（９５）を後方及び前 方に往復移動させるようにロックロッドに作用する回転カム（１５０）を含み、 該カム（１５０）が長手方向軸（１６５）及び関連する長さを有するオフセット ポスト（１６０）を含むと共にオフセット部分（１６３）を有し、該ポスト（１ ６０）が前記ロックロッド（９５）を後方に付勢してロック位置に位置させるよ うに作用する第１のカムセグメント（１６１）と前記ロックロッド（９５）を前 方に移動させてロック解除位置に位置させる第２のカムセグメント（１６３）と を有し、 ｂ）前記ロックロッド（９５）をロック解除位置からロック位置に往復移動さ せるカムの回転が１８０°未満である、 ことを特徴とする管状ツールホルダシャンクを解放可能に保持する装置。 ２３．ロック位置とロック解除位置の間のカムの回転が１４５°未満であること を特徴とする請求項２２に記載の装置。 ２４．ツールホルダ（１０）をロック解除位置に確実に移動させるカム（１５０ ）の回転が５０°未満であることを特徴とする請求項２２に記載の装置。 ２５．カム（１５０）とロックロッド（９５）の後端との間に配置されてロック ロッド（９５）をロック位置に移動させるスプリング（２００）をさらに含み、 第１のカム従動面（１９７）を有するカラー（１９５）をさらに含み、該カラ ー（１９５）がカム（１５０）とロックロッド（９５）の後端との間にロックロ ッド（９５）上でスライド可能に配置されてそれらの間にスプリング（２００） を捕獲することにより、カム（１５０）がロック位置に回転すると該カラーの第 １のカム従動面（１９７）が第１のカムセグメント（１６１）と接触されて後方 に変位され、これによりスプリング（２００）が圧縮されてロックロッド（９５ ）が後方に付勢される、ことを特徴とする請求項２４に記載の装置。 ２６．さらに回転カム（１５０）がベース部材（７５）を通してセットスクリュ ー（２６０）によりスライド可能に係合される周辺制限ストップ溝（２７０）を 含むことによりカム（１５０）が制限範囲内で回転される、ことを特徴とする請 求項２５に記載の装置。 ２７．カム（１５０）の回転範囲が完全にロックされた位置にあるスプリング（ ２００）の最大の圧縮を越えるものであることによりカム（１５０）が捕獲位置 に休止される、ことを特徴とする請求項２６に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フォン ハアス、ラニエル ドイツ連邦共和国 デー−21502 ゲース トハハト クルムメルシュトラーセ 26

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．管状ツールホルダシャンクを解放可能に保持する装置であって： ａ）前方接面と、該前方接面と交わり該前方接面の後方に延在してツールホル ダシャンクを収容するボアとを含むベース部材を含み、 ｂ）ベース部材内で前端及び後端を有するロックロッドを含み、該ロックロッ ドはツールホルダシャンクをボア内に引き込んでロック位置に位置させ、ツール ホルダシャンクをボアから解放してロック解除位置に位置させるように後方及び 前方に往復移動可能であり、 ｃ）ベース部材に取り付けられ、ロックロッドを後方及び前方に往復移動させ るようにロックロッドに作用する回転カムを含み、該カムは長手方向軸及び関連 する長さを有するオフセットポストを含み、該ポストが前記ロックロッドを後方 に付勢してロック位置に位置させるように作用する第１のカムセグメントと前記 ロックロッドを前方に移動させてロック解除位置に位置させる第２のカムセグメ ントとを有する、 ことを特徴とする管状ツールホルダシャンクを解放可能に保持する装置。 ２．前記カムポストの第１のカムセグメントが前記ポストの第２のカムセグメン トとは異なる半径方向の位置にあることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３．ロックロッドを弾性力により付勢してロック位置に位置させる手段をさらに 含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。 ４．ロックロッドを弾性力により付勢する手段がカムとロックロッドの後端との 間に配置されるスプリングであることを特徴とする請求項３に記載の装置。 ５．第１のカム従動面を有するカラーをさらに含み、該カラーがカムとスプリン グとの間にロックロッド上でスライド可能に配置されることにより、カムがロッ ク位置に回転すると該カラーの第１のカム従動面が前記第１のカムセグメントと 接触されて後方に変位され、これによりスプリングが圧縮されてロックロッドが 後方に付勢される、ことを特徴とする請求項４に記載の装置。 ６．アパーチャがロックロッドを通って延在し、該アパーチャを通ってカムポス トが延在することにより前記第２のカムセグメントが該アパーチャの壁の前方部 に位置される第２のカム従動面と接触してロックロッドを前方に付勢する、こと を特徴とする請求項５に記載の装置。 ７．前記第１のカムセグメントがカムポストの長手方向に沿って対称に前記第１ のカム従動面と接触することを特徴とする請求項２に記載の装置。 ８．弾性力によりロックロッドをロック位置に付勢する手段をさらに含むことを 特徴とする請求項７に記載の装置。 ９．弾性力によりロックロッドを付勢する手段がカムとロックロッドの後端との 間に配置されてロックロッドをロック位置に付勢するスプリングであることを特 徴とする請求項８に記載の装置。 １０．第１のカム従動面を有するカラーをさらに含み、該カラーがカムとスプリ ングとの間にロックロッド上でスライド可能に配置されることにより、カムがロ ック位置に回転すると第１のカム従動面が第１のカムセグメントと接触されて後 方に変位され、これによりスプリングが圧縮されてロックロッドが後方に付勢さ れる、ことを特徴とする請求項９に記載の装置。 １１．アパーチャがロックロッドを通って延在し、該アパーチャを通ってカムポ ストが延在することにより前記第２のカムセグメントが該アパーチャの壁の前方 部に位置される第２のカム従動面と接触してロックロッドを前方に付勢する、こ とを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １２．カムポストの第１のカムセグメントがカムポストの第２のカムセグメント とは異なる長手方向位置にカムポストに沿って位置されることを特徴とする請求 項１に記載の装置。 １３．弾性力によりロックロッドをロック位置に付勢する手段をさらに含むこと を特徴とする請求項１２に記載の装置。 １４．弾性力によりロックロッドを付勢する手段がカムとロックロッドの後端と の間に配置されてロックロッドをロック位置に付勢するスプリングであることを 特徴とする請求項１３に記載の装置。 １５．第１のカム従動面を有するカラーをさらに含み、該カラーがカムとスプリ ングとの間にロックロッド上でスライド可能に配置されることにより、カムがロ ック位置に回転すると第１のカム従動面が第１のカムセグメントと接触されて後 方に変位され、これによりスプリングが圧縮されてロックロッドが後方に付勢さ れる、ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。 １６．アパーチャがロックロッドを通って延在し、該アパーチャを通ってカムポ ストが延在することにより前記第２のカムセグメントが該アパーチャの壁の前方 部に位置される第２のカム従動面と接触してロックロッドを前方に付勢する、こ とを特徴とする請求項１５に記載の装置。 １７．第１のカムセグメントがカムポストの長手方向に沿って対称に第１のカム 従動面と接触することを特徴とする請求項１２に記載の装置。 １８．弾性力によりロックロッドをロック位置に付勢する手段をさらに含むこと を特徴とする請求項１７に記載の装置。 １９．弾性力によりロックロッドを付勢する手段がカムとロックロッドの後端と の間に配置されてロックロッドをロック位置に付勢するスプリングである、こと を特徴とする請求項１８に記載の装置。 ２０．第１のカム従動面を有するカラーをさらに含み、該カラーがカムとスプリ ングとの間にロックロッド上でスライド可能に配置されることにより、カムがロ ック位置に回転すると第１のカム従動面が第１のカムセグメントと接触されて後 方に変位され、これによりスプリングが圧縮されてロックロッドが後方に付勢さ れる、ことを特徴とする請求項１９に記載の装置。 ２１．アパーチャがロックロッドを通って延在し、該アパーチャを通ってカムポ ストが延在することにより前記第２のカムセグメントが該アパーチャの壁の前方 部に位置される第２のカム従動面と接触してロックロッドを前方に付勢する、こ とを特徴とする請求項２０に記載の装置。 ２２．管状ツールホルダシャンクを解放可能に保持する装置であって、 ａ）前方接面と、該前方接面と交わり該前方接面の後方に延在してツールホル ダシャンクを収容するボアとを含むベース部材を含み、 ｂ）ベース部材内で前端及び後端を有するロックロッドを含み、該ロックロッ ドはツールホルダシャンクをボア内に引き込んでロック位置に位置させ、ツール ホルダシャンクをボアから解放してロック解除位置に位置させるように後方及び 前方に移動可能であり、 ｃ）ベース部材に取り付けられ、ロックロッドを後方及び前方に往復移動させ るようにロックロッドに作用する回転カムを含み、該カムは長手方向軸及び関連 する長さを有するオフセットポストを含むと共にオフセット部分を有し、該ポス トが前記ロックロッドを後方に付勢してロック位置に位置させるように作用する 第１のカムセグメントと前記ロックロッドを前方に移動させてロック解除位置に 位置させる第２のカムセグメントとを有し、 ｄ）ロックロッドをロック解除位置からロック位置に往復移動させるカムの回 転が１８０°未満である、 ことを特徴とする管状ツールホルダシャンクを解放可能に保持する装置。 ２３．ロック位置とロック解除位置の間のカムの回転が１４５°未満であること を特徴とする請求項２２に記載の装置。 ２４．ツールホルダをロック解除位置に確実に移動させるカムの回転が５０°未 満であることを特徴とする請求項２２に記載の装置。 ２５．カムとロックロッドの後端との間に配置されてロックロッドをロック位置 に移動させるスプリングをさらに含み、 第１のカム従動面を有するカラーをさらに含み、該カラーがカムとロックロッ ドの後端との間にロックロッド上でスライド可能に配置されてそれらの間にスプ リングを捕獲することにより、カムがロック位置に回転すると該カラーの第１の カム従動面が前記第１のカムセグメントと接触されて後方に変位され、これによ りスプリングが圧縮されてロックロッドが後方に付勢される、ことを特徴とする 請求項２４に記載の装置。 ２６．さらに回転カムが支持部材を通してセットスクリューによりスライド可能 に係合される周辺制限ストップ溝を含むことによりカムが制限範囲内で回転され る、ことを特徴とする請求項２５に記載の装置。 ２７．カムの回転範囲が完全にロックされた位置にあるスプリングの最大の圧縮 を越えるものであることによりカムが捕獲位置に休止される、ことを特徴とする 請求項２６に記載の装置。