JP2016159424A - 超軽量緊締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力の向上と同時に、高い耐負荷能力が達成されるようにすること。【解決手段】ワークを緊締するための緊締装置１であって、基体２と、該基体２に対して相対的に変位可能な少なくとも１つの緊締手段とを備えている。基体２内に、少なくとも１つの中空室３が形成されており、該中空室３内に、補強材が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、基体と、該基体に対して相対的に変位可能な少なくとも１つの緊締手段とを備えた、ワークを緊締するための緊締装置に関する。

このような緊締装置は実地から知られており、この場合、これらの緊締装置は高い耐負荷能力を得るために、とりわけ中実の構造形式、即ち、大きな重量を伴うことを特徴としている。中実の構造に基づき、振動は、緊締装置の基体の内部ではほとんど減衰されずに案内されて、ワークに伝えられる。このことは、緊締装置の比較的高い摩耗につながり、影響を受けやすいワークの加工若しくは搬送を制限する恐れがある。緊締チャックの場合、大きな重量は更に、達成されるべき回転数が、慣性モーメント延いては緊締チャックの質量若しくは緊締チャックにおける質量配分に左右される、という欠点を有している。つまり、最大出力若しくは達成されるべき最高回転数は、とりわけ緊締装置の質量によって限定されている。

よって本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた形式の緊締装置を改良して、出力の向上と同時に、高い耐負荷能力が達成されるようにすることである。

この課題は本発明に基づき、冒頭で述べた形式の緊締装置において、基体内に少なくとも１つの中空室が形成されており、該中空室内に、区画化による補強材が形成されていることによって解決される。

少なくとも１つの中空室を形成することにより、緊締装置の重量が削減される。これにより、例えば緊締チャックの場合には、達成されるべき最高回転数が、慣性モーメントの低下に基づいて上昇され得るので、これにより、とりわけ緊締チャックの使用における、より短いサイクル時間が、製造時に達成されることになる。更に、緊締装置の高い耐負荷能力延いては長い耐用年数を保証することができるようにするために、中空室内には、区画化による補強材が形成されている。この区画化は更に、小さな重量をも生ぜしめると共に、振動が基体内で減衰されることを可能にする。本発明の枠内で特に好適なのは、基体内に複数の中空室が形成されており、これらの中空室の少なくとも１つが、区画化による補強材を有していることである。この場合は原則として、緊締装置の使用時に高負荷が掛けられない基体の体積部分が、１つ又は複数の中空室の形態で形成されていることが想定されている。緊締装置は、例えば緊締チャック、グリッパ、又はバイスとして形成されていてよい。

基本的に、中空室は穿孔、フライス加工、又は別の方法によって基体に形成することが可能であるが、本発明の枠内で特に好適なのは、基体が積層造形法により、層状に造形されていることである。積層造形法による基体の形成は、緊締装置の機能にとって重要な全ての基本構造を、１つの３Ｄモデルにまとめることができ、且つ１つの製造ステップで製造可能である、という利点を有している。これに対して従来の緊締装置の製造は、複数の製造ステップを有している。同時に、積層造形法を介して追加的な機能を基体に組み込むこと、並びに基体の構成を、課せられる複数の要求に個別に適合させること、が可能である。これに関連して特に好適なのは、基体がレーザビーム溶融により、層状に造形されていることである。但し、例えばレーザ焼結や電子ビーム溶融等の、別の積層造形法も可能である。さらに、基体の基本構造ができるだけ平らに製造されると有利である。それというのも、積層造形法の場合、製造コストは、製造されるべき部材の高さに左右されるからである。これに関連して、基体を一体的に形成するのではなく、複数部分から形成し、個々の部分を別の製造ステップにおいて（例えば溶接により）互いに結合することも考えられる。更に、特殊鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、工具鋼、チタン、チタン合金、クロム−コバルト−モリブデン合金、青銅合金、貴金属合金、ニッケル基合金、セラミック、プラスチック及びインコネルの群から選択された１つの材料から基体が形成されていると、有利である。基体がチタンから形成されていると、特に好適である。

更に、基体は縁部側を外壁によって画成されており、且つ少なくとも１つの中空室を画成するように内壁が載置された底板を有していることが有利である、ということが分かった。このことは、基体の付加的な安定化につながり、且つ中空室内での区画化による補強材の形成を容易にする。

区画化による補強材が、発泡金属により形成されていると、特に有利である。これにより、中空室は付加的に安定化され、延いてはより抵抗力が増大されると同時に、発泡金属中に存在する複数の気孔に基づき、従来の緊締装置に比べて大幅な重量削減が達成される。つまり、複数の中空室を形成し、これらの中空室を発泡金属で満たすことにより、緊締装置の重量削減と同時に、高い耐負荷能力延いては長い耐用年数が達成されることになる。これに関連して、発泡金属は、発泡剤により活性化可能な金属粉から形成されていることが想定されており、この場合、この金属粉は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、鉛、鋼、チタン及び鉄の群から選択されている。この場合、小さな重量に基づき、金属としてのアルミニウムと、発泡剤としての水素化チタンとの組合せを使用することが、特に好適である。この場合、アルミニウムと水素化チタンとを圧縮して金属小板を形成し、これらの金属小板を既存の中空室に充填する。緊締装置を約５００℃に加熱することにより、中空室内に発泡アルミニウムが生ぜしめられる。この場合、製造においては、できるだけ均一な気孔を達成することが合理的である。これは特に円形の回転する基体において、基体の回転対称性を保持するために重要である。これに関連して、基体の表面は平滑化されており、円形の基体の場合には均衡が保たれている、ということが想定されている。

択一的に、補強材は、内壁に接続された構造体によって形成されている、ということが想定されている。構造体の形成は、補強材が、積層造形法に基づき基体を層状に生ぜしめる製造ステップと同じ製造ステップにおいて造形され得る、という利点を有している。発泡金属の使用により得られる利点と同様に、中空室内に構造体を形成することにより、中空室が安定化され、延いては緊締装置の耐負荷能力が向上すると同時に、緊締装置の重量が削減される。この場合、構造体は、例えばハニカム構造体又は生体工学的な構造体によって形成されていてよい。この場合、ハニカム構造体とは、ハチの巣と同様の、規則的で対称的な構造体を意味するが、円形又は非対称的な形状等の、別の形状も可能であり、複数の異なる形状の混合も考えられる。この場合、構造体の構成は、中空室に作用する力に個別に適合され得る。

本発明の枠内で特に想定されているのは、緊締装置が緊締チャックとして形成されており、基体がチャック体として形成されていて、スピンドル受容部と、全周にわたって均等に配分され、内壁により画成された、緊締ジョーの位置調節用の少なくとも２つのガイド受容部とを備えており、外壁と内壁との間に、少なくとも１つの中空室が形成されている、という点である。特に緊締チャックの場合には、中空室の形成により生ぜしめられた基体の重力削減が、緊締チャックの出力向上につながる。それというのも、より高い最高回転数が達成され得るからである。この場合、外壁と内壁との間に、内壁によって相互に隔離された任意の多数の中空室を形成することが可能である。これらの中空室の少なくとも１つに、補強材が形成されていることが考えられる。但し特に好適なのは、全ての中空室に補強材が形成されている場合である。この場合に注意せねばならないのは、円形の基体、つまり緊締チャックの場合には、中空室がそれぞれ内壁と外壁との間に回転対称的に配置されていなければならない点である。全ての中空室が補強材を有しているわけではない実施形態の場合も、やはり回転対称性は保持されねばならない。

特に有利なのは、各ガイド受容部に、それぞれ対向して位置する２つのガイド面が対応配置されている場合、チャック体が、周方向に延在する中央導管を備えた潤滑用の第１の導管系を有している場合、各ガイド面に、中央導管に接続された供給導管が対応配置されており、該供給導管は、ガイド受容部に向かって開口した潤滑開口を有している場合である。このことは、緊締ジョーの連続的な潤滑を可能にし、これにより、緊締チャックの緊締力が高められると共に、摩耗現象も減らされることになる。

積層造形法による基体の形成に基づき、導管系の多数の異なる配置及び構成が可能である。この場合、中央導管が、基体の外壁に沿って周方向に案内されていると、特に好適である。更に本発明の枠内では、供給導管が、複数の潤滑開口に分岐していることが想定されている。この場合、供給導管が、ガイド面に対して平行に延在しており、潤滑開口が、それぞれ一定の相互間隔を置いて形成されていると、特に有利である。このことは、ガイド受容部及び緊締ジョーの、特に均一な潤滑を可能にし、これにより、より高い緊締力を得ることができると共に、摩耗が低減されることになる。同時に、基体はアプローチしやすい箇所に、中央潤滑ニップルを１つだけ有しているに過ぎない。このことは、緊締チャックのメンテナンスを大幅に簡単にする。

特に有利なのは、各ガイド面に、それぞれ供給導管に接続された、半径方向内側に位置するリザーバが対応配置されている、という点である。この場合、各リザーバは、潤滑開口に通じる第１の供給導管と、中央導管に通じる第２の供給導管の両方に接続されている、ということが想定されている。リザーバは、半径方向内側に位置するように貫通孔のそばに配置されている。内側に位置するリザーバの形成は、緊締チャックの回転時に遠心力に基づいて潤滑液が半径方向外側に向かって吐き出され、潤滑液は、内側に位置するリザーバから自動的に供給導管を介して潤滑開口に到達する、という利点を有している。つまり、このようなガイド受容部及び緊締ジョーの自動的な潤滑は、緊締力を高めると共に、摩耗を減少させる。リザーバが補充可能であると、特に好適である。このためには外壁に、中央導管に接続された入口開口が取り付けられている。択一的に、第１の導管系において各ガイド面に、ガイド受容部に向かって開いた潤滑開口を有していると共に、リザーバと接続された供給導管が、それぞれ別個に対応配置されていることも考えられる。この供給導管は、外壁に接する入口開口を有している。周方向に延在する中央導管は設けられていない。

本発明の枠内で更に好適なのは、各ガイド受容部に、それぞれ対向して位置する２つのキーバーガイド面に沿って可動のキーバーを備える、内壁によって画成されたキーバー受容部が、接線方向に対応配置されており、各キーバー受容部に、それぞれ中央導管に接続されていて、キーバー受容部に向かって開いた少なくとも１つのキーバー潤滑開口を有するキーバー潤滑導管が対応配置されている、という点である。この場合、キーバーは、それぞれ緊締ジョーに接触しており、これにより、緊締ジョーの簡単且つ効果的な変位若しくは位置調節が達成される。この場合、緊締チャックは、２ジョーシステム又は３ジョーシステムとして形成されていてよい。キーバー潤滑導管と、キーバー潤滑開口とは、より高い緊締力及びより少ない摩耗につながるキーバーの連続的な潤滑を可能にする。更に、キーバー潤滑導管は、複数のキーバー潤滑開口に分岐しており、キーバー潤滑導管は、キーバー受容部内で、それぞれ対向して位置するキーバーガイド面に対して平行に案内されていることが有利である、ということが分かった。択一的な実施形態では、中央導管と接続されていない別個のキーバー潤滑導管を形成することも、やはり可能である。

また、チャック体が、クリーニング用の第２の導管系を有しており、第２の導管系は、周方向に延在する中央通路を有しており、各ガイド面に、それぞれ中央通路に接続された各１つの供給通路が対応配置されており、供給通路は、ガイド受容部に向かって開いたクリーニング開口を有していると、有利である。第２の導管系により、ガイド面及びガイド受容部のクリーニングが可能になる。これに関連して、クリーニングが圧縮空気を用いて行われ、中央通路及び供給通路の半径が、中央導管及び供給導管の半径よりも小さくなっていると、特に有利である。これにより、クリーニングを比較的高い圧力で行うことができる。また、外壁に、中央通路と接続されたクリーニング通路開口が取り付けられていることも想定されている。このことは、第２の導管系に対する特に容易なアクセスを可能にする。択一的な実施形態では、３つ以上の導管系が形成されていることも想定されている。同時に、少なくとも２つの導管系は、基体の積層造形法により、緊締チャック内で任意に案内若しくは形成することができる。中央通路が、外壁に沿って周方向に延在していると、特に好適である。中央導管と中央通路とは、基体の外壁に沿って層状に相上下して配置されている。換言すると、基体若しくは緊締チャックも、第１の導管系（潤滑導管系）及び／又は第２の導管系（クリーニング導管系）を有していてよい。

本発明の枠内で特に有利なのは、供給通路が複数のクリーニング開口に分岐している、という点である。このことは、ガイド面の特に効果的なクリーニングと、緊締装置の特に簡単なメンテナンスとを可能にする。

第２の実施形態において、緊締装置はグリッパとして形成されており、この場合、基体は直方体形に形成されており、基体内に形成された、内壁によって画成されたシリンダ室を備えており、外壁と内壁との間には、少なくとも１つの中空室が配置されている。少なくとも１つの中空室が形成されていることにより、グリッパの場合も重量が削減され、この場合、このグリッパは、各中空室内に形成された補強材に基づいて、更に高い耐負荷能力及び安定性を有している。同時に、グリッパの使用時に基体に伝達される振動も減衰され、これにより、特に機械的な負荷の影響を受けやすい部材も、このグリッパによって把持することができるようになる。特に、内壁と外壁との間に複数の中空室が形成されており、これらの中空室は、区画化による補強材で満たされており且つ互いに内壁によって隔離されている、ということが想定されている。更に、全ての中空室が補強材（発泡金属又は構造体）を有する必要はない、ということが想定されている。但し、特に好適なのは、各中空室に、それぞれ補強材が形成されていることである。更に、小さな負荷、即ち小さな力にしか晒されないあらゆる面積若しくは体積において、グリッパの基体内で内壁と外壁との間に中空室が形成されていると、有利である。本発明の枠内では更に、シリンダ室が、ピストンロッドを備えるピストンロッド開口と、ピストンロッドに結合されたピストンを備えるピストン開口とによって形成されている、ということが想定されている。この場合、ピストン開口とピストンロッド開口とが、それぞれ異なる半径を有していると、特に有利であるということが分かった。

更に、基体の前面と背面とに、それぞれカバープレートが取り付けられていると、好適である。このカバープレートは、補強材、即ち発泡金属又は構造体で満たされた中空室の保護に役立つ。

第２の実施形態の枠内では更に、基体内に、それぞれ平行に延在する２つのガイド受容部が、それぞれ内側のガイド面と外側のガイド面とを備えて形成されており、各ガイド受容部には、少なくとも１つの潤滑導管系が対応配置されており、該潤滑導管系は、基体の表面に入口開口を有する中央導管を有しており、該中央導管は、内側の潤滑導管と、外側の潤滑導管とに接続されており、この場合、内側の潤滑導管は、内側のガイド面に対して開いた内側の潤滑開口を有しており、外側の潤滑導管は、外側のガイド面に対して開いた外側の潤滑開口を有していることが好適である。潤滑導管系の案内及び構成は、様々な形式で行われてよい。よって、内側のガイド面と外側のガイド面とが、それぞれ別個の入口開口と、別個の中央導管と、別個の潤滑導管とを有していることも考えられ、この場合、潤滑導管には、ガイド面に対して開いた少なくとも１つの潤滑開口が対応配置されている。択一的な実施形態では、異なる複数の潤滑導管を互いに接続することも可能である。

第２の実施形態では、内側の潤滑導管が、複数の内側の潤滑開口に分岐しており、外側の潤滑導管が、複数の外側の潤滑開口に分岐していることが、特に好適である。同時に、内側の潤滑導管が、内側のガイド面に対して平行に延在しており、外側の潤滑導管が、外側のガイド面に対して平行に案内されていると有利である、ということが分かった。このことは、各ガイド面の最適化された連続的な潤滑を可能にし、これにより、グリッパの緊締力が高められ、メンテナンスが簡単になり、且つ摩耗が減少されることになる。更に、第２の実施形態の基体内にも、第１の実施形態の場合と同様に、クリーニング系が形成されていることが有利である。

第３の実施形態は、バイスとして形成された緊締装置を有しており、この場合、基体はジョーを変位させるためのスピンドル受容部を有しており、基体の下側においてスピンドル受容部と外壁との間には、スピンドル受容部に対して平行に延在する、少なくとも１つの中空室が形成されている。択一的に、基体が、内壁によって互いに隔離された複数の中空室を有することも可能であり、この場合は、これらの中空室の少なくとも１つが、区画化による補強材（発泡金蔵又は構造体）で満たされている。但し特に好適なのは、基体内に形成された全ての中空室を補強材で満たすことである。中空室の形成により、バイスの場合も重量が大幅に削減される。この場合、中空室における補強材の形成は、バイスの高い耐負荷能力と安定性とを可能にする。同時に、バイスの使用時に生じる振動も減衰されるので、僅かな振動しかワークには伝わらない。またこれにより、ノイズとしての振動も減衰されるので、緊締装置若しくはバイスの使用時の騒音負荷は、より小さくなる。補強材を周辺環境から保護し、且つバイスの耐用年数を延ばすためには、基体の前面にカバープレートが配置されている。

第３の実施形態の枠内で、スピンドル受容部内には、それぞれ対向して位置する２つのガイド面が対応配置されたガイド受容部が配置されており、各ガイド面には、それぞれ潤滑導管系が対応配置されており、該潤滑導管系は、基体の表面に形成された入口開口を有する中央導管を有しており、該中央導管は、潤滑導管に接続されており、この場合、潤滑導管は、ガイド受容部に対して開いた潤滑開口を有していることが想定されている。これによりバイスの場合も、より高い緊締力と同時に低いメンテナンス条件及び少ない摩耗、即ち長い耐用年数につながる、各ガイド面の連続的な潤滑が達成されることになる。

これに関連して特に好適なのは、潤滑導管は、複数の潤滑開口に分岐しており、且つ潤滑導管は、ガイド面に対して平行に案内されている、という点である。更に有利なのは、第３の実施形態の基体内にも、第１の実施形態の場合と同様に、クリーニング導管系が形成されている、という点である。

まとめると、本発明による緊締装置の利点は、基体内に形成された複数の中空室によって、特に緊締チャックの場合には、慣性モーメントが質量の減少により低下されることで、より高い回転数が達成可能であることによる性能の向上につながる、大幅な重量削減がもたらされる、という点にある。少なくとも１つの中空室が、補強材、即ち発泡金属又は構造体を有していることにより、複数の中空室が存在するにもかかわらず高い安定性が達成されると同時に、小さな重量も達成される。つまり、当該緊締装置は高い耐負荷能力、即ち長い寿命を有している。同時に、基体に伝達された振動は減衰されて、僅かな振動しかワークには伝わらない。これにより、小さな機械的負荷に対して設計されているに過ぎないワークも、加工及び把持可能である。基体が積層造形法によって形成されていることにより、任意に延在する導管系を緊締装置に組み込むことが可能であり、各ガイド面の連続的な潤滑と、これに関連したより高い緊締力とが得られる。これにより、緊締装置の摩耗減少が最小限に抑えられて、耐用年数が増大する。同時に、第２のクリーニング導管系の追加的な形成は、緊締装置におけるメンテナンス作業の簡略化につながる。

本発明による緊締装置の第１の実施形態の斜視図である。 第１の実施形態を上から見た図である。 第１の実施形態の側面図。 図３ａのＡ−Ａに沿った断面図である。 第１の実施形態の側面図。 図４ａのＢ−Ｂに沿った断面図である。 第１の実施形態のＣ−Ｃに沿った断面図である。 第１の実施形態のＤ−Ｄに沿った断面図である。 本発明による緊締装置の第２の実施形態の斜視図である。 第２の実施形態の正面図である。 第２の実施形態のＥ−Ｅに沿った断面図である。 第２の実施形態のＦ−Ｆに沿った断面図である。 第２の実施形態を上から見た図である。 第２の実施形態のＧ−Ｇに沿った断面図である。 第２の実施形態のＨ−Ｈに沿った断面図である。 第２の実施形態のＩ−Ｉに沿った断面図である。 本発明による緊締装置の第３の実施形態の斜視図である。 第３の実施形態の正面図である。 第３の実施形態を上から見た図である。 第３の実施形態のＫ−Ｋに沿った断面図である。 第３の実施形態のＬ−Ｌに沿った断面図である。 第３の実施形態のＭ−Ｍに沿った断面図である。

以下に、本発明を実施するための３つの形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、緊締チャック９として形成された、本発明による緊締装置１の第１の実施形態の斜視図が示されている。緊締チャック９は、外壁５によって取り囲まれた基体２としてのチャック体１０と、中心に貫通孔１１とを有している。チャック体１０には更に、底板６が対応配置されている。貫通孔１１からは、３つのガイド受容部１２が外壁５に通じており、この場合、これらのガイド受容部１２はそれぞれ一定の間隔をおいて、貫通孔１１の周りに配分されて配置されている。ガイド受容部１２は、各２つのガイドレール４０と、それぞれ対向して位置する２つのガイド面１７とを有しており、これらに沿って緊締ジョーを移動させることができるようになっている。貫通孔１１は、内壁７によって包囲されている。更に、チャック体１０の内部は、内壁７を形成したことにより、複数の基本構造に分けられている（中空室３、キーバー受容部１３、ガイド受容部１２、貫通孔１１及び導管系１５，２３）。貫通孔１１の周りに一定の間隔をおいて配分されて、複数のキーバー受容部１３が、ガイド受容部１２に対して接線方向に配置されている。これらのキーバー受容部１３は、内壁７によって画成されており且つそれぞれ対向して位置する２つのキーバーガイド面１４を有しており、これらのキーバーガイド面１４に沿って、キーバーを滑動させることができる。貫通孔１１とキーバー受容部１３との間の内壁７は、１つの開口を有している。この開口は、キーバーの挿入を容易にする。キーバーは、緊締ジョーと接触しているので、キーバーガイド面１４に沿ったキーバーの移動は、緊締ジョーの移動につながり、この場合、緊締ジョーは、半径方向内側又は外側に向かって滑動する。

基体２には、内壁７と外壁５との間の空間に、複数の中空室３が形成されている。これらの中空室３は、補強材（図示せず）、好適には発泡金属（発泡アルミニウム）又は所定の構造体で満たされている。チャック体１０における中空室３の配置並びにその形状は、緊締チャックの最大耐負荷能力において、重量が最大に削減されるように選択されている。よって、キーバー受容部１３を画成する内壁７と外壁５との間にはそれぞれ、小さな中空室４１と、内壁７によって小さな中空室４１から隔離された、より大きな中空室４２とが配置されている。より大きな中空室４２は、隣のキーバー受容部１３まで延在している。チャック体１０における中空室３の配置は、回転対称的に行われる。チャック体１０は更に、ガイド受容部１２の潤滑用の第１の導管系１５と、ガイド受容部１２のクリーニング用の第２の導管系２３とを有している。第１の導管系１５と第２の導管系２３とは、部分的に外壁５内、内壁７内及び中空室３内に延在している。

図２には、本発明による緊締装置１の第１の実施形態を上から見た図が示されており、ここでは更に、第１の導管系１５の複数の導管、即ち供給導管１８が、それぞれ部分的に中空室３内で延在しており、内壁７によってチャック体１０の体積が、複数の異なる基本構造に分けられている、ということが明確に示されている。

第１の導管系１５、即ち潤滑導管系の構成は、図３及び図５に示されている。この場合、第１の導管系１５は、外壁５に沿って周方向に延びる１つの中央導管１６を有している。中央導管１６は、全周にわたって均等に配分された３つの分岐４３を有しており、ここから供給導管１８が、それぞれガイド受容部１２のガイドレール４０若しくはガイド面１７に通じている。中央導管１６から供給導管１８への分岐４３は、小さな中空室４１内で行われる。供給導管１８は分けられており、ガイド受容部１２の各ガイドレール４０には、それぞれ１つの供給導管１８が対応配置されている。この場合、供給導管１８はそれぞれ分岐しており、ガイド受容部１２の各ガイド面１７には、それぞれ２つの潤滑開口１９が対応配置されている。分岐した供給導管１８はそれぞれ、接続導管４５を介して再び互いに接続されると共に、半径方向内側に位置するリザーバ２０にも接続されている。この場合、各ガイド面１７に、それぞれ貫通孔１１付近に配置された半径方向内側に位置するリザーバ２０が対応配置されている。このことは、緊締チャック９の回転時に、リザーバ２０に含まれている潤滑剤が、遠心力に基づき外側に向かって接続導管４５内へ吐き出され、これによりガイド面１７の連続的な潤滑が達成される、という利点を有している。更に、中央導管１６は、それぞれキーバー潤滑導管２１に通じる、全周にわたって均等に配分されて回転対称的に配置された３つの接続部４４を有しており、これらの接続部４４は、中央導管１６から、キーバー受容部１３のキーバーガイド面１４に形成されたキーバー潤滑開口２２まで、潤滑液を案内するために役立つ。中央導管１６とキーバー潤滑導管２１との間の接続部４４において、外壁５はやや前方に向かって突出している。接続部４４からは、キーバー潤滑導管２１が、内壁７による小さな中空室４１若しくはより大きな中空室４２を通って、キーバー受容部１３に通じている。キーバー潤滑導管２１を介して、キーバーガイド面１４の連続的な潤滑が達成される。リザーバ２０、供給導管１８、キーバー潤滑導管２１及び中央導管１６には、外壁５に位置する潤滑導管開口（図示せず）を介して潤滑液を充填することができる。

図４及び図６には、第２の導管系２３、即ちクリーニング導管系の構造が示されている。この場合、図４には、第２の導管系２３が第１の導管系１５と同様、外壁５内で周方向に延在する１つの中央通路２４を有しており、この中央通路２４もやはり、全周にわたって均等に配分された３つのクリーニング分岐４６と、１つの中央圧縮空気供給部４７とを有していることが示されている。第１の導管系１５と第２の導管系２３とは、チャック体１０のそれぞれ異なる平面内に、互いに上下に層状に配置されている。クリーニング分岐４６は、キーバー受容部１３を包囲している内壁７内で、ガイド受容部１２に対して接線方向に配置されている。そこから中央通路２４は分岐していて、ガイド受容部１２の各ガイドレール４０若しくは各ガイド面１７には、それぞれ供給通路２５が対応配置されている。供給通路２５は、３つのクリーニング開口２６に分岐している。これらのクリーニング開口２６は、緊締チャック９に対して接線方向に向けられているか、若しくはガイド面１７に対して垂直に向けられている。圧縮空気供給部４７は、第１の導管系１５の接続部４４と同様に、外壁５の突出部に配置されている。そこから複数の通路（図示せず）が、圧縮空気供給部４７に通じている。（好適には圧縮空気用の）第２の導管系２３は、ガイド面１７及びガイド受容部１２のできるだけ簡単なクリーニングに用いられ、これにより、緊締チャック９のメンテナンスが簡単になる。

同様に図３からも、図４との比較において、中空室３の３次元形状が、緊締チャック９のそれぞれ異なる断面において変化していることが看取される。つまり、図４においてクリーニング分岐４６が位置している箇所には内壁７が形成されているのに対して、図３の同じ箇所には既に中空室３が形成されている。

緊締チャック９は、積層造形法を用いて、好適にはレーザビーム溶融により製造される。この場合、関連する全ての基本構造、即ち、ガイド受容部１２、貫通孔１１、外壁５、底板６、内壁７、キーバー受容部１３、第１の導管系１５、第２の導管系２３及びチャック体におけるこれらの形状並びに配置を既に有する、緊締チャック９の３Ｄモデルが作成される。この場合、積層造形法は、特に各導管系１５，２３と各中空室３とを、緊締チャック９内に個別に配置すること、並びに緊締チャック９の構造を個々の要求に適合させること、を可能にする。このように、緊締チャック９は３Ｄモデルに基づいて、工具鋼又はチタンから、レーザビーム溶融によって層状に生ぜしめられる。次のステップにおいて、緊締チャック９の内壁７と外壁５との間に形成された中空室３に、それぞれ発泡金属が、区画化による補強材として充填される。このためには、アルミニウム及び水素化チタンから成る複数の小板が各中空室３に充填され、このときチャック体１０を約５００℃に加熱することにより、発泡アルミニウムを生ぜしめる。別のステップにおいて、緊締チャック９の表面は、平滑で平らな表面を形成するように加工されてよい。補強材としての発泡金属に対して択一的に、第１のステップにおいて内壁７と外壁５との間の中空室３には構造体、例えばハニカム構造体が組み込まれてもよい。つまり、３Ｄモデルは既に中空室３内に所定の構造体を有していることから、この構造体は、既に積層造形法において、緊締チャック９の別の基本構造と共に作成可能である。補強材による中空室３の充填は、中空室３が付加的に安定化される、即ち耐負荷能力が向上される、という利点を有している。同時に本発明による緊締チャック９の重量も、中空室３内の発泡金属若しくは構造体の複数の孔に基づき、大幅に小さくなる。

図７には、グリッパ２７により形成された、本発明による緊締装置１の第２の実施形態の斜視図が示されている。この場合、グリッパ２７は直方体形の基体２を有しており、基体２は、外壁５と、それぞれ平行に延在する２つのガイド受容部１２と、これらのガイド受容部１２に対して平行に延在する２つのシリンダ室２８とを有している。ガイド受容部１２はそれぞれ、内側のガイド面２９と、外側のガイド面３０とを有している。各シリンダ室２８は、ピストンロッドを備えたピストンロッド開口４８と、ピストンロッドに結合されたピストンを備えたピストン開口４９とから形成されている。図７からは、基体２の前面から見てシリンダ室２８の延在部は、まず最初にピストンロッド開口４８、次にピストン開口４９を有している一方で、第２のシリンダ室２８の延在部は、まず最初にピストン開口４９、次にピストンロッド開口４８を有していることが看取される。ピストンロッド開口４８の半径は、ピストン開口４９の半径よりも小さい。各ガイド受容部１２には、それぞれグリッパジョー（図示せず）が対応配置されており、この場合、グリッパジョーはピストンによって移動可能である。同様に図７には、前面においてピストンロッド開口４８は内壁７によって画成されており、この場合、外壁５と内壁７との間には、中空室３が形成されていることも示されている。グリッパ２７の裏側（図示せず）にもやはり、ピストンロッド開口４８を画成する内壁７と、基体２の外壁５との間には、中空室３が存在する。これらの中空室３はそれぞれ、基体２の内部でピストンロッド開口４８がピストン開口４９に移行する箇所まで延びている。これは特に、図１０において明らかになる。中空室３は、それぞれ補強材（発泡金属又は構造体）を有しており、これにより、一方ではグリッパ２７の小さな重量と、高い耐負荷能力とが達成される。

図９〜図１４では、基体２内に形成された潤滑導管系３１を説明する。各ガイド受容部１２には、それぞれ潤滑導管系３１が対応配置されており、この場合、この潤滑導管系３１は、基体２の上面に設けられた入口開口３２を有しており、この入口開口３２から各ガイド受容部１２へ、１つの中央導管１６が通じている。中央導管１６は、内側のガイド面２９に沿って平行に延びる内側の潤滑導管３３と、外側のガイド面３０に対して平行に延びる外側の潤滑導管３４とに分岐している。外側の潤滑導管３４及び内側の潤滑導管３３は複数回分岐しているので、内側のガイド面２９及び外側のガイド面３０に対して接線方向に、内側の潤滑開口３５及び外側の潤滑開口３６が、多数生じることになる。このようにして、ガイド受容部１２の内側のガイド面２９と外側のガイド面３０の連続的な潤滑が可能になる。図１２には、各ガイド面２９，３０に沿った各潤滑開口３５，３６が示されている。外側のガイド面３０の外側の潤滑開口３６は、外側の潤滑導管３４を介して中央導管１６に接続されている。各ガイド受容部１２はそれぞれ、８つの内側の潤滑開口３５と、１２の外側の潤滑開口３６とを備える潤滑導管系３１を有している。

グリッパ２７も、基体２の３Ｄモデルを作成することにより、積層造形法を用いて、レーザビーム溶融によって製造される。前記３Ｄモデルには、シリンダ室２８、ピストンロッド開口４８、ピストン開口４９、ガイド受容部１２、潤滑導管系３１、第２の導管系、外壁５、内壁７、中空室３、並びにグリッパジョーを空圧式に作動させるために必要な付加的な導管系の構造、配置及び形成が含まれる。次のステップにおいて、３Ｄモデルに基づきレーザ溶融によって、金属から基体２が層状に生ぜしめられる。次のステップにおいて、各中空室３内に補強材が形成される。このためにはアルミニウム及び水素化チタンから成る小板が各中空室３に充填され、このとき基体２が約５００℃に加熱されることにより、発泡アルミニウムが生ぜしめられる。発泡金属で満たされた各中空室３は、後から加工することができ、これにより表面が平滑化される。最後のステップにおいて、基体２の前面と背面とに、カバープレートが保護用に取り付けられる。発泡金属に対して択一的に、各中空室３には構造体、例えばハニカム構造体が形成されていてもよい。この構造体は、直接３Ｄモデルに組み込むことができるので、グリッパ２７の製造に際しては、この３Ｄモデルに基づき補強用の構造体、即ち例えばハニカム構造体が、グリッパ２７の残りの部分と同時に製造される。

図１５には、バイス３７により形成された、本発明による緊締装置１の第３の実施形態の斜視図が示されている。バイス３７は、スピンドル受容部３８を備えた基体２を有しており、この場合、スピンドル受容部３８は、２つのガイドレール４０と、それぞれ対向して位置する２つのガイド面１７とを備えたガイド受容部１２を有している。スピンドル受容部３８内のスピンドル（図１５には図示せず）には、ジョー（図示せず）を取り付けることができる。スピンドル受容部３８は、連続して基体２内に配置されてはおらず、基体２は、不動のベースジョー（図１５には図示せず）を有している。スピンドルの移動により、スピンドルと接触している可動のジョーを、不動のジョーに向かって移動させることができ、これにより、ワークが緊締されることになる。基体２は、外側を外壁５によって包囲されているのに対し、スピンドル受容部３８は、内壁７によって包囲されている。図１６には、バイス３７の正面図が示されており、この場合、基体２の下側において外壁５と内壁７との間には、スピンドル受容部３８に対して平行に延在する中空室３が形成されている。この場合、この中空室３は、スピンドル受容部３８の端部まで延在している。中空室３は、区画化による補強材で満たされている、つまり、中空室３は、発泡金属か、又は所定の構造体を有している。図１８及び図１９からは、各ガイド面１７にそれぞれ潤滑導管系３１が対応配置されており、この場合、基体２の側方の表面には、各１つの入口開口３２が形成されていることが看取される。入口開口３２は、潤滑導管３９に通じる１つの中央導管１６に接続されており、潤滑導管３９は、基体２内でガイド面１７に対して平行に延在している。入口開口３２と中央導管１６とは、基体２の中間に配置されており、潤滑導管３９はそれぞれ中央導管１６から見て右側と左側とにおいて、ガイド面１７に沿って延在している。潤滑導管３９は複数回分岐しており、この場合、各分岐は、ガイド受容部１２に対して開口する各１つのガイド潤滑開口５０と、スピンドル受容部３８に対して接線方向に開口する各１つの潤滑開口１９とを有している。これにより、スピンドル受容部３８とガイド受容部１２の連続的な潤滑が可能である。

他の実施形態と同様に、バイス３７も、第１のステップにおいて基体２の３Ｄモデルを作成することにより製造される。この３Ｄモデルには、外壁５、内壁７、スピンドル受容部３８、ガイド受容部１２、潤滑導管系３１及び中空室３が含まれている。次のステップにおいて、３Ｄモデルに基づき、レーザ溶融によって、金属から基体２が層状に生ぜしめられる。次のステップにおいて、アルミニウム及び水素化チタンから成る小板が各中空室３に充填され、このとき基体２が約５００℃に加熱されることにより、発泡アルミニウムが生ぜしめられる。任意でバイス３７の前面の表面を平滑化して、保護用のカバープレートを取り付けてもよい。発泡金属に対して択一的に、中空室３内には所定の構造体、例えばハニカム構造体が形成されていてもよい。この構造体は、３Ｄモデルに直接に組み込むことができるので、バイス３７の製造に際しては、この３Ｄモデルに基づき補強用の構造体、即ち例えばハニカム構造体が、バイス３７の残りの部分と同時に製造される。

１ 緊締装置、 ２ 基体、 ３ 中空室、 ５ 外壁、 ６ 底板、 ７ 内壁、 ９ 緊締チャック、 １０ チャック体、 １１ 貫通孔、 １２ ガイド受容部、 １３ キーバー受容部、 １４ キーバーガイド面、 １５ 第１の導管系、 １６ 中央導管、 １７ ガイド面、 １８ 供給導管、 １９ 潤滑開口、 ２０ リザーバ、 ２１ キーバー潤滑導管、 ２２ キーバー潤滑開口、 ２３ 第２の導管系、 ２４ 中央通路、 ２５ 供給通路、 ２６ クリーニング開口、 ２７ グリッパ、 ２８ シリンダ室、 ２９ 内側のガイド面、 ３０ 外側のガイド面、 ３１ 潤滑導管系、 ３２ 入口開口、 ３３ 内側の潤滑導管、 ３４ 外側の潤滑導管、 ３５ 内側の潤滑開口、 ３６ 外側の潤滑開口、 ３７ バイス、 ３８ スピンドル受容部、 ３９ 潤滑導管、 ４０ ガイドレール、 ４１ 小さな中空室、 ４２ 大きな中空室、 ４３ 分岐、 ４４ 接続部、 ４５ 接続導管、 ４６ クリーニング分岐、 ４７ 圧縮空気供給部、 ４８ ピストンロッド開口、 ４９ ピストン開口、 ５０ ガイド潤滑開口

Claims (18)

1. ワークを緊締するための緊締装置（１）であって、基体（２）と、該基体（２）に対して相対的に変位可能な少なくとも１つの緊締手段とを備えているものにおいて、
   前記基体（２）内に、少なくとも１つの中空室（３）が形成されており、該中空室（３）内に、補強材が形成されていることを特徴とする、ワークを緊締するための緊締装置。
2. 前記基体（２）は、積層造形法に基づき層状に造形されている、請求項１記載の緊締装置。
3. 前記基体（２）は、縁部側を外壁（５）によって画成されており、且つ前記少なくとも１つの中空室（３）を画成するように内壁（７）が載置された底板（６）を有している、請求項１又は２記載の緊締装置。
4. 前記補強材は、発泡金属により形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の緊締装置。
5. 前記発泡金属は、発泡剤により活性化可能な金属粉から形成されており、該金属粉は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、鉛、鋼、チタン及び鉄の群から選択されている、請求項４記載の緊締装置。
6. 前記補強材は、前記内壁（７）に接続された構造体により形成されている、請求項３記載の緊締装置。
7. 当該緊締装置（１）が、緊締チャック（９）として形成されており、前記基体（２）は、チャック体（１０）として形成されていて、スピンドル受容部（３８）と、全周にわたって均等に配分され、前記内壁（７）により画成された、緊締ジョーの位置調節用の少なくとも２つのガイド受容部（１２）とを備えており、前記外壁（５）と前記内壁（７）との間に、前記少なくとも１つの中空室（３）が形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の緊締装置。
8. 各ガイド受容部（１２）に、それぞれ対向して位置する２つのガイド面（１７）が対応配置されており、前記チャック体（１０）は、周方向に延在する中央導管（１６）を備えた潤滑用の第１の導管系（１５）を有しており、各ガイド面（１７）に、前記中央導管（１６）に接続された供給導管（１８）が対応配置されており、該供給導管（１８）は、前記ガイド受容部（１２）に向かって開いた潤滑開口（１９）を有している、請求項７記載の緊締チャック（９）としての緊締装置。
9. 前記供給導管（１８）は、複数の前記潤滑開口（１９）に分岐している、請求項８記載の緊締チャック（９）としての緊締装置。
10. 前記各ガイド面（１７）に、それぞれ前記供給導管（１８）に接続された、半径方向内側に位置するリザーバ（２０）が対応配置されている、請求項８又は９記載の緊締チャック（９）としての緊締装置。
11. 前記ガイド受容部（１２）の自動潤滑用に、前記リザーバ（２０）内には、遠心力に基づき前記供給導管（１８）を介して半径方向外側に向かって前記潤滑開口（１９）へ吐き出される潤滑液が存在している、請求項１０記載の緊締チャック（９）としての緊締装置。
12. 各前記ガイド受容部（１２）に、それぞれ前記内壁（７）によって画成されたキーバー受容部（１３）が、接線方向に対応配置されており、前記キーバー受容部（１３）は、それぞれ対向して位置する２つのキーバーガイド面（１４）に沿って可動のキーバーを備えており、各前記キーバー受容部（１３）に、それぞれ前記中央導管（１６）に接続されていて、前記キーバー受容部（１３）に向かって開いた少なくとも１つのキーバー潤滑開口（２２）を有するキーバー潤滑導管（２１）が対応配置されている、請求項８から１１までのいずれか１項記載の緊締チャック（９）としての緊締装置。
13. 前記チャック体（１０）は、クリーニング用の第２の導管系（２３）を有しており、該第２の導管系（２３）は、周方向に延在する中央通路（２４）を有しており、前記各ガイド面（１７）に、それぞれ前記中央通路（２４）に接続された各１つの供給通路（２５）が対応配置されており、該供給通路（２５）は、前記ガイド受容部（１２）に向かって開いたクリーニング開口（２６）を有している、請求項７から１２までのいずれか１項記載の緊締チャック（９）としての緊締装置。
14. 前記供給通路（２５）は、複数のクリーニング開口（２６）に分岐している、請求項１３記載の緊締チャック（９）としての緊締装置。
15. 当該緊締装置（１）が、グリッパ（２７）として形成されており、前記基体（２）は、直方体形に形成されており、該基体（２）内に形成された、前記内壁（７）によって画成されたシリンダ室（２８）を備えており、前記外壁（５）と前記内壁（７）との間に、前記少なくとも１つの中空室（３）が配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のグリッパ（２７）としての緊締装置。
16. 前記基体（２）内に、それぞれ平行に延在する２つのガイド受容部（１２）が、それぞれ内側のガイド面（２９）と外側のガイド面（３０）とを備えて形成されており、各前記ガイド受容部（１２）には、少なくとも１つの潤滑導管系（３１）が対応配置されており、該潤滑導管系（３１）は、前記基体（２）の表面に入口開口（３２）を有する中央導管（１６）を有しており、該中央導管（１６）は、内側の潤滑導管（３３）と、外側の潤滑導管（３４）とに接続されており、前記内側の潤滑導管（３３）は、前記内側のガイド面（２９）に対して開いた内側の潤滑開口（３５）を有しており、前記外側の潤滑導管（３４）は、前記外側のガイド面（３０）に対して開いた外側の潤滑開口（３６）を有している、請求項１５記載のグリッパ（２７）としての緊締装置。
17. 当該緊締装置（１）が、バイス（３７）として形成されており、前記基体（２）は、ジョーを変位させるためのスピンドル受容部（３８）を有しており、前記基体（２）の下側において前記スピンドル受容部（３８）と前記外壁（５）との間に、前記スピンドル受容部（３８）に対して平行に延在する、少なくとも１つの中空室（３）が形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のバイス（３７）としての緊締装置。
18. 前記スピンドル受容部（３８）内には、それぞれ対向して位置する２つの前記ガイド面（１７）が対応配置されたガイド受容部（１２）が配置されており、各前記ガイド面（１７）には、それぞれ潤滑導管系（３１）が対応配置されており、該潤滑導管系（３１）は、前記基体（２）の表面に形成された入口開口（３２）を有する中央導管（１６）を有しており、該中央導管（１６）は、潤滑導管（３９）に接続されており、該潤滑導管（３９）は、前記ガイド受容部（１２）に対して開いた潤滑開口（１９）を有している、請求項１７記載のバイス（３７）としての緊締装置。