JPH1058258A - 適性位置にワークピースあるいは工具をクランプするクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 丈夫で、荒い扱いに対しても大きな影響を受
けない、非常に大きくて重いワークピースや工具でも扱
うことができる適性位置にワークピースあるいは工具を
クランプするクランプ装置を提供する。 【解決手段】 クランプされるワークピースや工具が取
り付けられる第１のカップリング体２と、固定側の第２
のカップリング体１とを有し、第１のカップリング体２
は、第２のカップリング体１に設けられた整合手段２
３，２４と共働し、直角座標系のＸ及びＹ軸方向におい
て前記第２のカップリング体１に対し第１のカップリン
グ体２を正確な位置決めを行なう溝部１３が設けられて
いる。２つのカップリング体１，２を互いに連結するク
ランプピン２１は第２のカップリング体２に位置してい
る。正確な位置決めを行なうための部分やエレメントを
保護するため、第１のカップリング体２は前記部分やエ
レメントの上まで伸延する支持手段１１が設けられてい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、適性位置にワーク
ピースあるいは工具をクランプするクランプ装置に関す
る。

【０００２】

【発明の概要】このクランプ装置は、例えば、工作機械
のワークテーブル上に固定して設けられる第１のカップ
リング体と、この第１のカップリング体と着脱自在とさ
れ、ワークピースあるいは工具がクランプされる第２の
カップリング体とを有している。精密な位置決めのため
に、両カップリング体の内の１つは、他方のカップリン
グ体に設けられた位置決めメンバと共働する溝部が設け
られ、これにより直角座標系のＸＹ方向での両カップリ
ング体の相互の位置を決定している。さらに、精密な位
置決めのために、両カップリング体の内の１つには、高
くされた接触面が設けられ、他方には、両カップリング
体が互いにロックされたとき、前記高くされた接触面上
に載るような平坦面が設けられ、これにより直角座標系
のＺ方向での両カップリング体の相互の位置を決定して
いる。

【０００３】さらに、本発明は、適性位置にワークピー
スや工具をクランプするクランプアセンブリにも関連し
ている。このクランプアセンブリは、ワークピースや工
具のキャリアメンバと、このワークピースキャリアメン
バに互いに離間するように取り付けられた複数の第１カ
ップリング体と、複数の第１カップリング体と共働する
ようにそれぞれが互いに対応するように離間して設けら
れた位置固定の複数の第２カップリング体とを有してい
る。これにより溝部と、第１と第２のカップリング体に
設けられた整合メンバとの全体は、それぞれＺ軸方向の
周りの角度変位であるＸ軸方向及びＹ軸方向でのワーク
ピースキャリアメンバの適正な位置を決定する。

【０００４】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ヨーロッ
パ特許明細書０，２５５，０４２号には、工作機械の工
具用のクランプ装置が開示されている。このクランプ装
置は、クランプされる工具を支持するための、クランプ
チャックと工具キャリアメンバを有している。クランプ
チャックには、複数のポストメンバと、底面から突出し
た複数の板状部材が設けられ、ここでは、前記板状部材
は、ポストメンバ上に高く伸延し、工具を整合するため
の接触面を有している。工具キャリアメンバは、前記ポ
ストメンバを載せ、複数の溝部が切られ、板状部材と係
合されるようにした平坦面を有している。これら複数の
溝部には、板状部材を載せるための弾性リップが設けら
れている。クランプチャックに工具キャリアメンバをク
ランプするために、工具キャリアメンバには、クランプ
ピンメンバが設けられている。

【０００５】工具が取り付けられた工具キャリアメンバ
は、工作機械外部の作業台上に安全に置かれるようにす
るためや、あるいはクランプピンメンバや工具に対する
あらゆるダメージを回避するために、クランプピンメン
バは、工具キャリアメンバが脇に置かれる前に工具キャ
リアメンバから離されなければならない。特に、クラン
プピンメンバが離された後に、工具キャリアメンバは、
作業台上に下ろされ、例えば、平坦な面に載せられる。
しかしながら、これは、弾性リップが機械的な損傷を受
けたり、及び／又は平坦な面の溝が汚れたりする危険を
含んでいる。また、工具キャリアメンバが、側面の１つ
を下にして作業台上に置くと、同様な危険が存在する
が、いずれにしてもクランプピンメンバが外れたり、外
れなかったりする点はあまり問題ではない。このような
クランプ装置、特に、工具キャリアメンバは、細心の注
意を払って扱わなければならない。さらに、ヨーロッパ
特許特許明細書０，２５５，０４２号のクランプ装置
は、大きくて重いワークには使用できない。これは、大
きくて重い工具が取り付けられた工具キャリアメンバ
が、経験から分かるように、小さくて軽いキャリアメン
バと同様な注意力で使用することができないという理由
による。

【０００６】したがって、本発明の目的は、上述した不
具合がない、適性位置にワークピースあるいは工具をク
ランプするクランプ装置及びクランプアセンブリを提供
することである。

【０００７】特に、本発明の目的は、従来技術として知
られたクランプ装置より一層丈夫な、適性位置にワーク
ピースあるいは工具をクランプするクランプ装置及びク
ランプアセンブリを提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、荒い扱いに対しても
大きな影響を受けることなく、適性位置にワークピース
あるいは工具をクランプするクランプ装置及びクランプ
アセンブリを提供することである。

【０００９】本発明のさらに他の目的は、非常に大きく
て重いワークピースや工具でも扱うことができるように
した、適性位置にワークピースあるいは工具をクランプ
するクランプ装置及びクランプアセンブリを提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】これら及び他の目的を達
成するための本発明は、第１の見地によれば、例えば、
工作機械のワークテーブルの上に固定的に設けられる第
１のカップリング体と、この第１カップリング体と着脱
自在とされ、ワークピースあるいは工具がクランプされ
る第２カップリング体とを有する、適性位置にワークピ
ースあるいは工具をクランプする装置を提供する。

【００１１】前記クランプ装置は、前記第１のカップリ
ング体に対して第２のカップリング体を、直角座標系の
Ｘ軸方向及び／又はＹ軸方向において整合させるための
第１の整合手段と、前記第１のカップリング体に対して
前記第２のカップリング体を、直角座標系のＺ軸方向に
おいて整合させるための第２の整合手段とを有してい
る。

【００１２】前記第１のカップリング体に第２のカップ
リング体をロックするために、少なくとも一つのクラン
プピンが、前記固定された第１のカップリング体の上に
配置されている。

【００１３】前記第１の整合手段は、前記第１及び第２
のカップリング体のうちの一方に設けられる溝部と、前
記第１及び第２のカップリング体のうちの他方に設けら
れた整合メンバとを有している。この整合メンバは、前
記第２のカップリング体が第１のカップリング体に接近
する際に前記溝部に係合する。

【００１４】前記第２の整合手段は、前記第１及び第２
のカップリング体のうちの一方から突出して高くされた
接触面と、前記第１及び第２のカップリング体のうちの
他方に設けられた平担面とを有している。この高くされ
た接触面と平担面とは、前記第２のカップリング体が前
記第１のカップリング体にロックされる際に互いに載置
される。前記第２のカップリング体は、自由端の支持面
を有し、当該第２のカップリング体に設けられた前記整
合手段を超えて伸延する支持手段を備えている。

【００１５】前記クランプピンが、固定されたカップリ
ング体の上に設けられているという事実のために、第２
のカップリング体、つまり、ワークピースあるいは工具
が取り付けられるカップリング体は、少しでも遠くに突
出するようにした部分を有しておらず、これにより、例
えば、工作機械の外部の作業台に、第２のカップリング
体を置くことは、大変便利で、またクランプピンを最初
に外すという義務から開放される。

【００１６】第２のカップリング体、つまり、ワークピ
ースあるいは工具が取り付けられるカップリング体に、
すべての部材あるいはエレメントの上に伸延するように
支持手段を設けることは、本質的にカップリング体の正
確な位置決めのためであり、自由端の支持面を有するこ
とは、どの様な位置決め作用や整合作用を持たなくて
も、結果的にカップリング体、つまり、ワークピースあ
るいは工具キャリアメンバが簡単に操作でき、ダメージ
や汚れに対して影響されないことになる。なぜならば、
機械的ダメージや汚れに関する限り全くデリケートな整
合に関連する部材あるいはエレメントは、支持手段によ
って保護されることになるからである。さらに、支持手
段は、ワークピースあるいは工具キャリアメンバを作業
台上に安全に置くことを可能にもする。

【００１７】好ましい実施の形態では、支持手段は、第
２のカップリング体の外部輪郭と本質的に対応する内面
を有しており、これにより、高くされた接触面は、固定
の第１のカップリング体の上に配置され、支持手段は、
前記高くされた接触面の長さより大きな量まで、第２の
カップリング体に設けられた整合手段を超えて伸延する
ことになる。これにより、２つのカップリング体の互い
に精密な位置決めのための本質的な部材あるいはエレメ
ントは、２つのカップリング体が互いにロックされると
き保護される。このようなデリケートな部材あるいはエ
レメントのダメージや汚れは、ワークピースの機械的処
理中、つまり、ドリル、ミリング、回転等を行なってい
る間、大幅に減少する。

【００１８】さらに、好ましい実施の形態では、支持手
段には、第１及び第２のカップリング体が互いにロック
されたとき、第２のカップリング体の外面に係合するシ
ール部材が設けられている。このようなクランプ装置
は、誇りや水の汚染に対しても保護される。

【００１９】２つのカップリング体の最初の整合を便利
にするため、第２のカップリング体が第１のカップリン
グ体に近付くとき、固定の第１のカップリング体に関し
て第２のカップリング体を荒い位置決めを行なう手段が
設けられるべきである。このようにするため、さらに、
好ましい実施の形態によれば、第２のカップリング体
は、クランプピンを挿入するように中心孔が設けられ、
この中心孔の、第１及び第２のカップリング体が互いに
ロックされたとき、第１のカップリング体に対向する端
部に環状嵌合部材を有している。このクランプピンは、
面取りされたあるいは円弧状とされた部分を有する端面
を有している。これにより、環状嵌合部材及び面取りあ
るいは円弧状部分との共働により、第２のカップリング
体が第１のカップリング体に近付くとき、第１及び第２
のカップリング体の互いの位置を荒く決める粗位置決め
手段として機能する。好ましくは、環状嵌合部材は、面
取り端部が前記中心孔の一端部に位置するように設けら
れている。

【００２０】本発明は、第２の見地によれば、クランプ
アッセンブリが、ワークピースキャリアメンバと、この
ワークピースキャリアメンバと空間を介して連結された
複数の第１のカップリング体と、この複数の第１のカッ
プリング体と共働するように空間を介して設けられた同
数の第２のカップリング体とからなっている。

【００２１】さらに、複数の第１のカップリング体の各
々を、複数の第２のカップリング体の対応する１つとロ
ックするための手段が設けられ、この手段は、複数の固
定的な第２のカップリング体に位置するクランプピンを
有している。

【００２２】第１の整合手段は、ワークピースキャリア
メンバと平行に伸延する面に、複数の第２のカップリン
グ体に関して複数の第１のカップリング体を整合するよ
うに機能し、また第２の整合手段は、ワークピースキャ
リアメンバと平行に伸延する面に、垂直に伸びる方向に
複数の第２のカップリング体に関して複数の第１のカッ
プリング体を整合するように機能する。

【００２３】第１の整合手段は、第１又は第２のカップ
リング体に設けられた溝部を有し、整合メンバが第２又
は第１のカップリング体に設けられている。

【００２４】第２の整合手段は、第１又は第２のカップ
リング体から突出し高くされた接触面と、第１又は第２
のカップリング体上に設けられた平坦面とを有してい
る。突出し高くされた接触面と平坦面は、第２のカップ
リング体が第１のカップリング体にロックされたとき、
互いに載置される。

【００２５】第１のカップリング体は、自由端の支持面
を有し、当該第２のカップリング体に設けられた前記整
合手段を超えて伸延する支持手段を備えている。これに
より、溝部と整合メンバの全体は、それぞれＺ軸方向の
周りの角度変位であるＸ軸方向及びＹ軸方向でのワーク
ピースキャリアメンバの適正な位置を決定する。

【００２６】このようなアッセンブリの使用により、往
々にしてクレーンで移動しなければならないような非常
に大きくて重いワークピースでも、機械加工位置に素早
くかつ努力することなくクランプすることができる。機
械加工後、ワークピースキャリアメンバは、事前に特別
に測っておく必要もない程度の、ある程度手頃な場所な
らば置くことができる。これは、ワークピースキャリア
メンバが、カップリング体に設けられた支持手段に載る
からである。これにより整合手段のダメージや汚れが実
際上不可能となる。

【００２７】なお、以下の説明においては、簡単のた
め、ワークピースや工具が取り付けられるカップリング
体は、“カップリング体”と表現し、“クランプ体”
は、他の固定側のカップリング体に対して使用すること
とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。

【００２９】図１は、ワークピース（図示せず）や工具
（図示せず）を取り付けるようにしたカップリング体１
の第１の実施形態を部分的に断面で示す斜視図、図２
は、クランプ体２の第１の実施形態を示す斜視図であ
る。カップリング体１とクランプ体２は、共にクランプ
装置を構成する。通常、カップリング体１は、機械加工
されるワークピースを載置するか、あるいはワークピー
スを機械加工するための工具を保持するために使用さ
れ、一方、クランプ体２は、例えば工作機械（図示せ
ず）のワークテーブルに取り付けられて固定される。

【００３０】カップリング体１は、支持手段１１により
囲繞される基体部材１０を有している。支持手段１１
は、基体部材１０の下面１０Ａを超えて伸延しており、
下方支持面１２が設けられている。支持手段１１の反対
側の頂部における表面は、基体部材１０の平坦面と同じ
高さとなっている。

【００３１】基体部材１０には中心孔１８が開設されて
おり、環状嵌合部材１５が下側の限界となっている。こ
の環状嵌合部材１５は、環状のセンタリング面１５Ａを
有している。好ましくは、環状嵌合部材１５は、例えば
ねじ（図示せず）によって基体部材１０内に嵌めること
により基体部材１０に交換可能に取り付けられる。孔１
８の内壁には、後にさらに説明されるように、クランプ
体２（図２）のクランプボール２２を受ける環状溝１６
が設けられている。基体部材１０の平坦な下面１０Ａに
は、後にさらに説明されるように、クランプ体２（図
２）に設けられる整合メンバ２６と共働する凹状の溝部
１３が設けられている。

【００３２】カップリング体１が、自主的な(autonomou
s)ワークピースヤリアとして用いられるか、あるいはワ
ークピースの取付け及びクランプアセンブリの一部とし
て用いられるかによって、４つの偏心及び角度的にオフ
セットした溝部１３か、あるいは図１に示されるように
２つの並置された溝部１３かが設けられる。各溝部１３
の背後には、機能について後にさらに詳しく説明される
切除部若しくは狭い窓部１４が設けられている。

【００３３】基体部材１０の下部には、この下部を支持
手段１１から分離する周方向の凹所１７が設けられてお
り、こうして溝部１３がクランプ体２の整合メンバ２６
により係合されるとき、溝部１３の底部の妨げられるこ
とのない変位が許容される。

【００３４】基体部材の平坦で滑らかな下面１０Ａと共
に溝部１３は、クランプ体２に対するカップリング体１
の精密な位置決めに必須となるカップリング体１の一部
分であり、一方、上述した環状嵌合部材１５は、クラン
プ体２に対するカップリング体１の最初の粗い位置決め
を提供する。精密な位置決めのために必須の部分１０
Ａ，１３は、基体部材１０の表面１０Ａを超えて伸延す
る支持手段１１によってダメージから保護される。

【００３５】クランプ体２は、クランプピン２１が連結
される基体部材２０を有している。クランプピン２１の
自由端の表面２１Ａは、面取りあるいは丸くされること
により、かつクランプピン２１の横断面領域の少なくと
も３分の１以上に及ぶことによって、センタリング面と
して機能する。４つの接触面２４及び整合メンバ２６
は、クランプ体２の基体部材２０の平坦な上面２０Ａを
超えて突出している。４つの接触面２４のうちの３つだ
けが図２に示されている。接触面２４の中央には孔２５
が設けられる。圧縮された空気はこれらの孔２５から逃
げ、クランプ動作中において接触面２４がカップリング
体１の平担面１０Ａに接触する前に、迅速に接触面２４
をクリーンにする。

【００３６】整合メンバ２６は、基体部材２０に設けら
れた溝２３に取り付けられ、ねじ（図示せず）によって
固定されている。整合メンバ２６の上方の長手方向のエ
ッジ部は面取られ、これにより、カップリング体１の基
体部材１０の表面１０Ａに設けられた溝部１３の外方の
鋭利なエッジ部と共働する整合面２７を形成する。基体
部材２０の接触面２４と共に整合メンバ２６は、カップ
リング体１に対するクランプ体２の精密な位置決めに必
須となるクランプ体２の部分であり、一方、上述したク
ランプピン２１の自由端の表面２１Ａは、カップリング
体１に対するクランプ体２の最初の粗い位置決めを行な
う。カップリング体１とクランプ体２とを相互に取り付
けるために、後者のクランプピン２１には、クランプ動
作中においてカップリング体１（図１）の孔１８の内壁
に設けられる前述した溝１６に係合する多数のクランプ
ボール２２が設けられている。

【００３７】図３は、クランプ動作中におけるカップリ
ング体１及びクランプ体２の概略断面図である。カップ
リング体１及びクランプ２の結合は、粗い位置決め手
段、すなわち、カップリング体１の環状嵌合部材１５
と、クランプ体２のクランプピン２１の面取りあるいは
丸くされた端部表面２１Ａとの作用により容易となる。
好ましくは、環状嵌合部材１５は、クランプピン２１を
構成する材料よりも硬度の低い材料から構成され、こう
して、カップリング体１とクランプ体２との相互の粗い
整合の間、クランプピン２１へのいかなるダメージも回
避される。例えば、環状嵌合部材１５は、黄銅あるいは
青銅から構成されるが、適当なプラスチック材料を使用
することも可能である。

【００３８】カップリング体１とクランプ体２との相互
の粗い整合が完了した後、これらの２つの体１及び２の
精密な整合がなされる。カップリング体１に設けられた
溝部１３がクランプ体２の整合メンバ２６に整列すると
すぐに、カップリング体１及びクランプ体２は、お互い
に向かって移動され、これにより、整合メンバ２６は溝
部１３に係合する。こうして、カップリング体１及びク
ランプ体２は、基本的にいかなる力をも受けることなく
相互に整合される。これにより、角度位置のみならずＸ
及びＹ軸方向に関するカップリング体１及びクランプ体
２の相互の位置決めが完了する。

【００３９】ここで、カップリング体１のクランプ体２
への本クランプがなされる。それに関連して、クランプ
ボール２２は、カップリング体１の中心孔１８の内壁に
設けられる溝１６に係合する。図３に見ることができる
ように、クランプピン２１の中空孔の内側には、上方、
すなわちクランプピン２１の自由端の表面２１Ａに向か
って、ばねアセンブリにより付勢される移動可能なピス
トン３０が設けられている。これにより、クランプボー
ル２２は半径方向外方に力が加えられる。ピストン３０
は、ばねアセンブリにより生じる力に抗して下方に移動
可能であり、その結果、カップリング体１とクランプ体
２が相互に分離するように、クランプボール２２が解放
される。図３に示される静止位置においては、ピストン
３０はその上方位置に固定され、クランプボール２２を
溝１６内に押圧する。これによって、カップリング体１
とクランプ体２は、お互いにロックされる。ピストン３
０を下方に移動させると、クランプボール２２が解放さ
れるために、圧力室３１に圧縮空気が充満される。ピス
トンが圧縮空気の影響下で上方に変位できるようにクラ
ンプ体２を設計することが可能である。これは、ばねア
センブリあるいはばね力の代わりのものによる力に対抗
して付加することによりになされる。同様の手段として
は、カップリング体１とクランプ体２を空気圧の作用に
よりクランプ及びロックすることも可能である。

【００４０】Ｚ軸方向の所定の位置でクランプ体２に対
するカップリング体１の整合を行なうために、カップリ
ング体１は、本クランプ動作の間に、切除部若しくは狭
い窓部１４が設けられている溝部１３により構成される
弾性エレメントによって生じるばね力に抗するように、
カップリング体１の平坦で滑らかな下面１０Ａがクラン
プ体２の接触面２４に対して接するまでの大きさだけ変
位される（図１及び図２）。

【００４１】支持手段１１が、カップリング体１のクラ
ンプ体２に対する精密位置決めに必須の部分１０Ａ，１
３及び１４を超えて、接触面２４の高さの量より大きい
量で伸延されることによって、一旦カップリング体１と
クランプ体２が相互に連結されると、クランプ体２の上
部は支持手段１１により包囲される。加えて、支持手段
１１の内壁には、シールリング３２を受ける円周方向溝
が設けられており、こうして、カップリング体１はクラ
ンプ体２に取り付けられ、確実なセンタリング及びクラ
ンプに必須のすべての部分及びエレメント１０Ａ，１
３，１４，２１，２２，２４，２６は、ごみや埃から確
実に保護される。

【００４２】図３に示されるように支持手段１１の内壁
にシールリング３２を受ける円周方向溝を設ける代わり
に、支持手段の下端に、接触面に関しある角度下で伸延
してシールリングを受ける円周方向溝を有する面取りさ
れた内側エッジ部を設けることが賢明であろう。この場
合、クランプ体は、好ましくは、カップリング体とクラ
ンプ体がロックされたときにシールリングが接触し得る
領域に適合して配置される円周方向エッジ部分を有す
る。このような構成により、カップリング体のシールリ
ングにより生じる反力は、このシールリングがカップリ
ング体とクランプ体の相互の整合に大きな影響を与える
ことのないように、低く保たれる。

【００４３】図４は、図１に示されるものに近似した部
分的に断面で示す斜視図で、カップリング体の第２の実
施形態を示す。図１による第１の実施形態におけるよう
な溝部１３の背後に配置される狭い窓部若しくは切除部
１４の代わりに、カップリング体１Ｂは、各溝部１３Ｂ
に付与された２つの弾性リップメンバ３４を有してお
り、このリップメンバ３４は、カップリング体１Ｂの平
坦な下面に平行に走る切除部３５を分割することにより
形成されている。このような弾性リップメンバ３４を備
えた構成とすることによって、図１に示されるような背
後に狭い窓部あるいは切除部を有する溝と同様な効果、
すなわち、カップリング体１Ｂがクランプ体２に接近す
るときに、整合メンバ２６の面取人された整合面２７が
リップメンバ３４のエッジ部に係合し、本整合動作の後
に、クランプ体２の接触面２４がカップリング体１Ｂの
下方平担面に接するまで、カップリング体１Ｂとクラン
プ体２がお互いにクランプされる際にそれらのリップメ
ンバを弾性的に変形させるという効果を奏する。

【００４４】図５は、弾性ディスクメンバ３７を備える
カップリング体１Ｃの他の実施の形態を示す側面図であ
る。図５のクランプ体２Ｃは、図２に示して説明したク
ランプ体に、本質的に、対応している。弾性ディスクメ
ンバ３７は、カップリング体１Ｃの下面に取り付けられ
ている。また、ディスクメンバ３７の作用によってＺ方
向に必要とされる弾性が保証されることから、当該弾性
ディスクメンバ３７は、図１に示した実施形態における
狭い窓部あるいは切除部１４を備える溝部１３が形成さ
れたカップリング体１と交換し得るものである。弾性デ
ィスクメンバ３７は、溝部１３Ｃを備えている。この溝
部１３Ｃの領域は、弾性ディスクメンバ３７が補強され
ている。溝部１３Ｃの領域における弾性ディスクメンバ
３７のたわみを許容するために、カップリング体１Ｃの
基体部材に凹所３９が設けられている。この凹所３９
は、溝部１３Ｃの領域に位置しており、溝部１３Ｃの領
域で補強された部分を備えることによって生じる弾性デ
ィスクメンバ３７の高さよりもやや大きい深さを持って
いる。したがって、弾性ディスクメンバ３７と凹所３９
との間にはギャップ３８が存在し、このギャップ３８に
より、弾性ディスクメンバ３７のＺ方向へのたわみが許
容されている。ここに、図５の実施形態においてディス
クメンバ３７に備えられ示されている溝部１３Ｃの代わ
りに、クランプ体２（図２参照）の複数の整合メンバ２
６によりエッジ部が係合され得る開口（アパーチャー）
を使うことが可能である点に注意すべきである。

【００４５】図６は、クランプ体２Ｄの他の実施の形態
を示す側面図である。クランプ体２Ｄと共働するカップ
リング体１Ｄは、弾性溝部１３（図１）を有しておら
ず、また弾性ディスクメンバ３７（図５）をも有してい
ないが、硬質の溝を有している。しかしながら、この実
施の形態では、クランプ体２Ｄは、Ｚ方向に弾性的に取
り外し得る複数の整合メンバ４０を備えている。この目
的のために、それぞれの整合メンバ４０の裏には凹所４
１が備えられている。それぞれの整合メンバ４０の裏に
凹所４１を備える代わりに、例えば弾性ディスクメンバ
（図示せず）の上に整合メンバ４０を支持し得ることも
できる。Ｚ軸方向に弾性的に取り外し自在な整合メンバ
４０をクランプ体２Ｄに備える場合には、対応するカッ
プリング体１Ｄに整合メンバ４０に対応して設けられる
溝は、硬質のものとされ、あるいはカップリング体１Ｄ
の硬質部分に配置され得る。

【００４６】図７及び図８は、さらに他の実施の形態に
係るワークピースクランプ装置を十分明瞭なポジション
で示す斜視図である。このクランプ装置は、固定された
クランプ体４５（図８）を有するのはもちろん、機械加
工されるべきワークピースあるいは工具を固定し得るカ
ップリング体４４（図７）を有している。これら図７及
び図８に明瞭なポジションで示されるワークピースクラ
ンプ装置は、特に、大きく及び／又は重いワークピース
あるいは工具の場合に適している。強くかつ均等な効果
的なクランプ力を提供するために、固定のクランプ体４
５は、４個のクランプピンメンバ４６を有している。こ
れらクランプピンメンバ４６のそれぞれは、接触面５１
によって取り囲まれている。これらの接触面５１は、ク
ランプ体４５の表面に関して数ミリメートルの高さがあ
る。各ピンメンバ４６相互の間に、整合メンバ４７が備
えられている。図８に示される４個の整合メンバ４７の
それぞれは、クランプ体４５の平坦な上面に設けられた
凹所の中に受け入れられている。

【００４７】図７に示されるカップリング体４４は、４
つの環状接触面５２を有している。これら環状接触面５
２のそれぞれの中心には、クランプ体４５におけるピン
メンバ４６の大きさ及び位置に対応した孔５３が形成さ
れている。クランプ体４５に対するカップリング体４４
の高精度の位置決めのために必要とされる溝４９は、カ
ップリング体４４の表面に設けられた凹所５０の中に挿
入される個々別々のばね部材４８として機械加工により
形成されている（図７）。このようなばね部材４８は、
非常に大きい横力を受けることができる。

【００４８】図７及び図８に示される高精度の位置決め
エレメントにより、すなわち、整合メンバ４７だけでな
く溝部４９を備えたばね部材４８により、クランプ体４
５に対するカップリング体４４の最終位置は、中心のＺ
軸の周りの角度変位である、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両
方に正確にセットされる。

【００４９】図７によるカップリング体４４の実施形態
の図示は、代わりに用いられ、組み合わせて用いられな
い支持手段の３つの異なる変形を具体化している。

【００５０】第１の変形において、カップリング体４４
は、周縁に設けられる板状部材５４を備える。この板状
部材５４の形状は、クランプ体４５の外形形状に対応し
ており、その結果、カップリング体４４とクランプ体４
５が相互にクランプされると、板状部材５４によってク
ランプ体４５が囲まれる。図７においてはただ１つだけ
の板状部材５４がカップリング体４４の１つの角部の回
りを延伸するように示されているとしても、実際は、こ
のような板状部材５４の４個がカップリング体４４のそ
れぞれの角部の回りを延伸するように備えられるか、あ
るいは、カップリング体４４の全周に沿って延伸する途
切れのない連続した板状部材が備えられるであろうこと
が理解される。いずれにしても、板状部材５４及び改変
例に係るそれら板状部材の高さは、それぞれ、高精度の
位置決めのために欠くことができない部品ないしエレメ
ント４８, ４９, ５２の上に高く伸延するように、クラ
ンプ体４５の接触面５１の高さよりも大きい量だけ選択
されている。

【００５１】第２の変形において、カップリング体４４
は、当該カップリング体４４の下面に配置されると共に
エッジに沿って延びる板状部材５６を備えている。再
び、図７においてはただ１つだけの板状部材５６がカッ
プリング体４４の１つの角部に沿って伸延するように示
されているとしても、実際は、このような板状部材５６
の４個がカップリング体４４のそれぞれの角部に沿って
延伸するように備えられるか、あるいは、カップリング
体４４の全周に沿って伸延する途切れのない連続した板
状部材が備えられることが理解される。この場合に、板
状部材５６及び改変例に係るそれら板状部材の高さは、
それぞれ、高精度の位置決めのために欠くことができな
い部品ないしエレメント４８, ４９, ５２の上に高く伸
延するように、クランプ体４５の接触面５１の高さより
も小さい量だけ選択されなくてはならない。これによっ
て、接触面５１がカップリング体４４の接触面５２に対
して確実に接触することが保証される。

【００５２】第３の変形において、カップリング体４４
は、当該カップリング体４４の４つの角領域に配置され
る４つのポスト部材５５を備える。この場合においても
また、これらポスト部材５５の高さは、高精度の位置決
めのために欠くことができない部品ないしエレメント４
８, ４９, ５２の上に高く伸延するように、クランプ体
４５の接触面５１の高さよりも小さい量だけ選択されな
くてはならない。これによってもまた、接触面５１がカ
ップリング体４４の接触面５２に対して確実に接触する
ことが保証される。

【００５３】図８に示される４つのクランプピン４６の
代わりに、より多くの個数のクランプピン、例えば６つ
のクランプピンを備えることができる。さらに、もし必
要とあらば、整合メンバ４７の個数を、対応する溝４９
の個数とともに増やすこともできる。

【００５４】図９は、ワークピースクランプ装置を十分
明瞭なポジションで示す平面図、図１０は、図９に示さ
れる装置を示す側面図である。このワークピースクラン
プ装置は、ワークピースキャリヤ４のみならず、４つの
クランプアセンブリ３を有する。ワークピースキャリヤ
４は、円形形状のプラットホームメンバ５を含んでい
る。また、プラットホームメンバ５の下面には、当該プ
ラットホームメンバ５の中心軸６の周りに対称配置され
る４つのカップリング体１が備えられている。プラット
ホームメンバ５の上に、機械加工されるべきワークピー
ス（図示せず）が固定され得る。プラットホームの代わ
りに、任意の他のワークピースキャリヤ、例えばクラン
プフレームメンバを備え得ることが理解される。

【００５５】これらクランプアセンブリ３の４つのクラ
ンプ体２は、例えば、工作機械のワークテーブル７の上
に据えつけ固定される。４つのクランプアセンブリ３の
それぞれは、２つの整合メンバと、これらに対応して配
置される２つの溝部とを備えている。これらの整合手段
の全体は、Ｘ軸方向／Ｙ軸方向の両方に、及び、Ｚ軸す
なわち中心軸６の周りの角変位に関して、ワークピース
キャリヤ４の最終的な位置をセットする。

【００５６】図９及び図１０に示される円形ワークピー
スキャリヤ４の代わりに、異なる形状に形づくられたワ
ークピースキャリヤ、例えば矩形形状のワークピースキ
ャリヤを利用することが可能である。特に矩形形状のワ
ークピースキャリヤの場合には、４つの整合メンバと４
つの対応する溝をクランプアセンブリ３のうちの１つに
備えることが賢明である。クランプアセンブリによっ
て、ワークピースキャリヤの位置は、Ｘ軸方向及びＹ軸
方向で決定され、これにより、Ｚ軸のための基準がセッ
トされる。さらに、最初のアプローチで、ワークピース
キャリヤの角方位もまた決定される。しかしながら、特
に大きいワークピースキャリヤの場合には、角方位をい
っそう正確に限定することが必要とされる。それで、前
記第１クランプアセンブリからある距離に位置する少な
くとも１つの追加のクランプアセンブリを備えなければ
ならない。少なくとも１つの追加のクランプアセンブリ
は、上記の第１クランプアセンブリによって限定される
Ｚ軸の周りのワークピースキャリヤの角変位だけを決定
する。それゆえ、追加のクランプアセンブリは、２つの
整合メンバ及びこれらと共働する２つの溝部だけを備え
ている。このようにして、ワークピースキャリヤの縦方
向の寸法における変化は、位置決め精度に有害な影響を
及ぼさない。特に、第１クランプアセンブリと追加のク
ランプアセンブリとの間の距離の変化によって伴われる
ワークピースキャリヤの熱膨張は、ワークピースキャリ
ヤにより支持されるワークピースの位置の精度に否定的
な影響を及ぼさない。

【００５７】図９及び図１０によるワークピースクラン
プ装置は、上述したクランプアセンブリの代わりに、図
７及び図８に関して示され論じたクランプアセンブリを
備え得ることが理解される。

【００５８】この発明により設計されたクランプアセン
ブリを備えるワークピースキャリヤを提供することに関
する利点の一つは、このようなワークピースキャリヤ
が、ラフな取り扱いができるだけでなく、非常に強く頑
丈であるという事実に見られるであろう。もしこのよう
なワークピースキャリヤがいかなる種類の支持構造、例
えば作業台あるいは同種のものの上に置かれるなら、ワ
ークピースキャリヤの整合のために欠くことができない
カップリング体の部品ないしエレメントは、これら部品
ないしエレメントの上に支持手段が高く伸延しているの
で、損傷から保護される。こうして、支持手段のうち露
出した支持面だけが、例えば作業台に接触することにな
る。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、適性位置
にワークピースあるいは工具をクランプするクランプ装
置及びクランプアセンブリを提供することができ、特
に、従来のクランプ装置より一層丈夫で、荒い扱いに対
しても大きな影響を受けることもなく、非常に大きくて
重いワークピースや工具でも扱うことができる。

【００６０】また、ダメージや汚れに対して影響され
ず、保護され、ワークピースあるいは工具が取り付けら
れるキャリアメンバを作業台上に安全に置くことも可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ワークピースや工具が設けられるカップリン
グ体の第１の実施形態の斜視図である。

【図２】 固定側のカップリング体の斜視図である。

【図３】 図１，２の２つのカップリング体を有するク
ランプ装置の断面図である。

【図４】 ワークピースや工具が設けられるカップリン
グ体の第２の実施形態の斜視図である。

【図５】 クランプ装置のさらに他の実施形態の概略側
面図である。

【図６】 クランプ装置のまた他の実施形態の概略側面
図である。

【図７】 ワークピースや工具が設けられるカップリン
グ体の第３の実施形態の斜視図である。

【図８】 図７のカップリング体と共働する固定側のカ
ップリング体のさらなる実施形態の斜視図である。

【図９】 適性位置にワークピースをクランプする装置
の概略平面図である。

【図１０】 図９に示される装置の側面図である。

【符号の説明】

１…第２カップリング体、 ２…第１のカップリング体、 ３…クランプ装置、 ４…ワークピースキャリア手段、 １０Ａ…平担な下面（第２の整合手段）、 １１…支持手段、 １２…下方支持面、 １３…溝部（第１の整合手段）、 １４…切除部、 １５…環状嵌合部材、 １６…環状溝、 １８…中心孔、 ２１…クランプピン（ロック手段）、 ２１Ａ…自由端の表面、 ２２…クランプボール（ロック手段）、 ２４…接触面（第２の整合手段）、 ２６…整合メンバ（第１の整合手段）、 ２７…面取りされた端面、 ３２…シール手段、 ３７…弾性ディスク手段、 ３０…ピストン（クランプボール作動手段）、 ５４…板状部材（支え手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597085637 Ｗｉｎｋｅｌｓｔｒａｓｓｅ ８，ＣＨ− 5734 Ｒｅｉｎａｃｈ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌ ａｎｄ

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定された第１のカップリング体と、 この第１カップリング体と着脱自在とされ、ワークピー
   スあるいは工具がクランプされる第２のカップリング体
   とを有する適性位置にワークピースあるいは工具をクラ
   ンプする装置であって、 前記第１のカップリング体に対して第２のカップリング
   体を、直角座標系のＸ軸方向及び／又はＹ軸方向におい
   て整合させるための第１の整合手段と、 前記第１のカップリング体に対して第２のカップリング
   体を、直角座標系のＺ軸方向において整合させるための
   第２の整合手段と、 前記固定された第１のカップリング体に配置される少な
   くとも一つのクランプピンを有し、前記第１のカップリ
   ング体に前記第２のカップリング体をロックするための
   ロック手段とを有し、 前記第１の整合手段は、前記第１及び第２のカップリン
   グ体のうちの一方に設けられる溝部と、前記第１及び第
   ２のカップリング体のうちの他方に設けられ前記第２の
   カップリング体が前記第１のカップリング体に接近する
   際に前記溝部に係合する整合メンバとを有し、 前記第２の整合手段は、前記第１及び第２のカップリン
   グ体のうちの一方から突出し高くされた接触面と、前記
   第１及び第２のカップリング体のうちの他方に設けられ
   た平担面とを有し、前記第２のカップリング体が前記第
   １のカップリング体にロックされる際に前記接触面と平
   担面は互いに載置され、 前記第２のカップリング体は、自由端の支持面を有し、
   当該第２のカップリング体に設けられた前記整合手段を
   超えて伸延する支持手段を備えてなる装置。
2. 【請求項２】 前記支持手段は、前記第２のカップリン
   グ体の外部輪郭に基本的に対応する形状の内面を有して
   なる請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記高くされた接触面は、前記固定され
   た第１のカップリング体に設けられ、前記支持手段が、
   前記接触面の高さよりも大きい量で前記第２のカップリ
   ング体に設けられる整合手段を超えて伸延してなる請求
   項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記第１と第２のカップリング体は、実
   質的に円筒形状であり、前記支持手段は、第２のカップ
   リング体の外径に略一致した内径を有し、かつ当該第２
   のカップリング体を包むような円環形状である請求項１
   又は請求項２に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記支持手段の前記内面には、前記第１
   及び第２のカップリング体が相互にロックされる際に第
   １のカップリング体の外面に係合するシール手段が設け
   られている請求項２に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記環状の支持手段の内面には、前記第
   １及び第２のカップリング体が相互にロックされる際に
   第１のカップリング体の外面に係合するシール手段が設
   けられている請求項４に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記支持手段の前記内面は、前記シール
   手段を収容する溝部に斜めにのびる傾斜部分を設けてな
   る請求項５又は請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記第２のカップリング体には、前記ク
   ランプピンが収容される中心孔が設けられ、前記第１と
   第２のカップリング体が相互にロックされる際に第１の
   カップリング体と対向する前記中心孔の一端に環状嵌合
   部材を有し、前記クランプピンは面取りあるいは丸くさ
   れた部分を有する端部表面を備え、前記環状嵌合部材及
   び前記面取りあるいは丸くされた部分は、前記第２のカ
   ップリング体が第１のカップリング体に接近する際に共
   働して前記第１及び第２のカップリング体の相互の位置
   を粗く決定する粗位置決め手段として機能するようにし
   てなる請求項１に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記環状嵌合部材は、前記中心孔の前記
   端部に位置される面取りされたエッジ部が設けられ、か
   つ前記中心孔に交換可能に収納されると共に、前記クラ
   ンプピンの材料より柔らかい材料からなる請求項８に記
   載の装置。
10. 【請求項１０】 前記クランプピンの前記端面の面取り
    あるいは丸くされた部分は、前記クランプピンの横断面
    領域の少なくとも３分の１以上に及ぶ請求項８に記載の
    装置。
11. 【請求項１１】 前記溝部は、前記第２カップリング体
    に設けられ、前記整合メンバは、第１のカップリング体
    に設けられ、前記第２カップリング体は、前記溝部の後
    部及び／又は側部に位置されかつ前記溝部が直角座標系
    のＺ軸方向に弾性的に変位することができるようにした
    切除部が設けられ、前記第２のカップリング体が前記第
    １のカップリング体に接近するときのばね力に打ち勝っ
    て溝部を整合メンバに係合し、前記両カップリング体の
    いずれか一方の接触面が両カップリング体のいずれか他
    方の平坦面に当接するとき、前記溝部がＺ軸方向に変位
    される請求項１に記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記溝部は、前記第２カップリング体
    に設けられ、前記整合メンバは、第１のカップリング体
    に設けられ、前記第１カップリング体は、前記溝部の後
    部及び／又は側部に位置されかつ前記整合メンバが直角
    座標系のＺ軸方向に弾性的に変位することができるよう
    にした切除部が設けられ、前記第２のカップリング体が
    前記第１のカップリング体に接近するときのばね力に打
    ち勝って溝部を整合メンバに係合し、前記両カップリン
    グ体のいずれか一方の接触面が両カップリング体のいず
    れか他方の平坦面に当接するとき、前記整合メンバがＺ
    軸方向に変位される請求項１に記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記溝部が形成されている弾性ディス
    ク手段が設けられている請求項１に記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記整合手段が固着されている弾性デ
    ィスク手段が設けられている請求項１に記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記第２のカップリング体は、前記第
    １と第２のカップリング体が相互にロックされる際に前
    記第１のカップリング体と対向する面に環状溝が設けら
    れ、この環状溝は前記支持手段に近付くように位置して
    いる請求項１に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記クランプピンは、前記第１と第２
    のカップリング体が相互にロックされる際に前記第２の
    カップリング体の中心孔の内壁に設けられた環状溝に係
    合する複数のクランプボールを有する請求項１又は８に
    記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記クランプピンは、当該クランプピ
    ンの内部に摺動可能に収容されたクランプボール作動手
    段を有し、当該クランプボール作動手段は、クランプボ
    ールを半径方向外方に押し出すものをある位置までばね
    手段により加圧し、また、前記クランプボールを開放す
    るため前記ばね手段の力に抗して空気圧により変位する
    ようにした請求項１６に記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記第１カップリング体は、少なくと
    も４つのクランプピンと、少なくとも４つの整合メンバ
    とが設けられ、前記第２のカップリング体は、整合メン
    バの数に対応する数の溝部が設けられ、これにより共働
    する溝部と整合メンバの全体が、前記第１カップリング
    体に対する第２カップリング体の、Ｚ軸方向の周りの角
    度変位である直角座標系のＸ軸方向とＹ軸方向での位置
    を明確に定める請求項１に記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記第２カップリング体は、前記第１
    カップリング体の外部輪郭に対応する内部輪郭を有する
    板状部材周縁取付形式の支え手段を有し、前記周縁取付
    の板状部材は、第２カップリング体に設けられた整合手
    段を越え、前記高くされた接触面の高さより大きい量で
    伸延する請求項１８に記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記第２カップリング体の下面には、
    少なくとも１つの支持部材が設けられ、当該支持部材
    は、第２カップリング体に設けられた整合手段を越え、
    前記高くされた接触面の高さより小さい量で伸延する請
    求項１８に記載の装置。
21. 【請求項２１】 前記４つのクランプピンが設けられ、
    １つの整合メンバが２つの隣接するクランプピン間に位
    置している請求項１８に記載の装置。
22. 【請求項２２】 前記溝部が形成されている中にさらに
    別個のばね手段を有し、これにより別個のばね手段が、
    前記第２カップリング体に設けられた凹部に明確に挿入
    される請求項１８に記載の装置。
23. 【請求項２３】 前記整合メンバは、第１カップリング
    体に設けられた凹部に明確に挿入される別個のエレメン
    トにより構成されている請求項１８に記載の装置。
24. 【請求項２４】 ワークピースキャリア手段、 当該ワークピースキャリア手段とは離間した関係であ
    り、当該ワークピースキャリア手段に連結される複数の
    第１のカップリング体と、 この複数の第１カップリング体と共働するようにかつあ
    る対応する離間した関係で固定的に設けられた第２カッ
    プリング体と、 前記固定的な第２カップリング体に設けられた複数のク
    ランプピンを有し、第１のカップリング体の各々を、対
    応する第２カップリング体の１つにロックするための手
    段、 前記ワークピースキャリア手段と平行に伸延する平面に
    第２のカップリング体に対して前記第１のカップリング
    体を整合させるための第１の整合手段と、 前記ワークピース搬送手段と平行に伸延する平面に対し
    て直交する方向で第２のカップリング体に対して前記第
    １のカップリング体を整合させるための第２の整合手段
    と、 前記第１の整合手段は、前記第１又は第２のカップリン
    グ体に設けられた溝部と、前記第２のカップリング体が
    前記第１のカップリング体に接近する際に前記溝部に係
    合する、前記第２又は第１のカップリング体に設けられ
    た整合メンバとを有し、 前記第２の整合手段は、前記第１又は第２のカップリン
    グ体から突出し高くされた接触面と、前記第２又は第１
    のカップリング体に設けられた平坦面と、この接触面と
    平坦面が前記第２のカップリング体が前記第１のカップ
    リング体に連結される際に互いに載置されるようにし、 前記第１のカップリング体は、自由端の支持面を有しか
    つ前記第１のカップリング体に設けられた両整合手段を
    越えて伸延する支持手段が設けられ、 これにより溝部と整合メンバの全体が、Ｚ軸方向の周り
    の角度変位である直角座標系のＸ軸方向とＹ軸方向での
    前記ワークピースキャリア手段の位置を明確に定めるク
    ランプアッセンブリ。
25. 【請求項２５】 ワークピースキャリア手段と固定的な
    第２カップリング体に設けられた第１のカップリング体
    と、前記第１クランプ装置は４つの前記溝部と、Ｘ軸方
    向とＹ軸方向によりＺ軸方向での前記ワークピースキャ
    リア手段の位置を定める４つの整合メンバとを有し、さ
    らにワークピースキャリア手段と固定的な第２カップリ
    ング体に設けられた第１のカップリング体を有し、かつ
    第１のカップリング体から距離を持って位置された少な
    くとも１つのクランプ装置が設けられ、前記第２クラン
    プ装置はＺ軸方向の周りのワークピースキャリア手段の
    角度変位のみを決定する２つの整合手段と、２つの溝部
    手段とを有する請求項２４に記載のクランプアッセンブ
    リ。
26. 【請求項２６】 前記ワークピースキャリア手段は、４
    つのクランプ装置が設けられた環状のワークピースキャ
    リア手段により構成され、これにより前記ワークピース
    キャリア手段に固着されたクランプ装置の第１のカップ
    リング体は、 前記ワークピースキャリア手段の垂直中心軸の回りに等
    しく配置される請求項２４に記載のクランプアッセンブ
    リ。