JPH091407A - 多様な寸法のツールホルダテーパをスピンドルにクランプする装置 - Google Patents

多様な寸法のツールホルダテーパをスピンドルにクランプする装置

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JPH091407A
JPH091407A JP8123335A JP12333596A JPH091407A JP H091407 A JPH091407 A JP H091407A JP 8123335 A JP8123335 A JP 8123335A JP 12333596 A JP12333596 A JP 12333596A JP H091407 A JPH091407 A JP H091407A
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JP
Japan
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bush
tool holder
taper
balls
spindle
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Application number
JP8123335A
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Flavio Marelli
マレッリ フラビオ
Bruno Pedroli
ペドローリ ブルーノ
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HSD Srl
Original Assignee
HSD Srl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/24—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/26—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle
    • B23B31/261—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank
    • B23B31/263—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using mechanical transmission through the working-spindle clamping the end of the toolholder shank by means of balls

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【解決手段】 ツールホルダテーパ１０がスピンドルシ
ャフト６にクランプされている。第一ブシュ２０は、引
っ張りシャフト１６のばね１９の力によって、後部へと
引っ張られている。そして穴２６から部分的に突出して
いる玉２４は、ひっかけ柄２８の拡大部が抜けるのを防
止している。テーパ１０の外側円錐面とアダプタ９の内
側円錐面の間の摩擦力によって、テーパツールアセンブ
リはスピンドルシャフト６と一体となる。また、第一ブ
シュ２０がスライドした後、スピンドル６の内面の環状
溝５８に穴２６が達すると、玉２４が穴２７の中に引き
込まれて、テーパ１０とアダプタ９の表面が離れて、テ
ーパ１０を取り外すことができる。 【効果】 第一ブシュに設けられた玉が大きな寸法のテ
ーパをクランプし、第二ブシュ２５の玉が小さな寸法の
テーパをクランプすることにより、寸法の異なる様々な
ツールホルダテーパを同じスピンドルにクランプするこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多様な寸法のツー
ルホルダテーパを工作機械やつりあい試験機のスピンド
ルにクランプする装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】機械加工用ツールをツールホルダテーパ
に固定した後、このツールホルダテーパを工作機械やツ
ールホルダテーパアセンブリ用つりあい試験機のスピン
ドルシャフトに取り付けることは、周知である。このた
め、ツールホルダテーパには、スピンドルに接続された
クランプ装置と協働する柄が設けられている。周知のク
ランプ装置には、おおまかに分けて二つの種類がある。
つまり、玉が収容されたブシュを備えたものと、弓形ま
たは「花弁」コレットを備えたものである。
【０００３】ツールホルダテーパには様々な寸法がある
こともやはり周知である。例えばＩＳＯ（国際標準化機
構）４０規格によるツールホルダテーパの全体の寸法
は、ＩＳＯ３０基準によるテーパの２倍である。工作機
械やつりあい試験機のスピンドルに連結される従来のク
ランプ装置は、予め決められた一定の寸法のツールホル
ダテーパをクランプするような寸法となっているため、
スピンドルシャフトに別の寸法のツールホルダテーパを
取り付けることはできない。例を挙げると、ＩＳＯ４０
ツールホルダテーパ用のクランプ装置にはＩＳＯ３０の
テーパをクランプさせることはできず、逆の場合も無理
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】当該技術のこのような
現状が考慮された本発明の目的は、ＩＳＯ３０規格やＩ
ＳＯ４０規格など様々な寸法規格によるいろいろな大き
さのツールホルダテーパをスピンドル自体にクランプさ
せることのできる、工作機械やつりあい試験機のスピン
ドルに連結されるクランプ装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、工作機械ま
たはつりあい試験機のスピンドルにツールホルダテーパ
をクランプするための、以下のものから成ることを特徴
とする装置によって、この目的が達成される。各ひっか
け柄を装着した所定寸法の各ツールホルダテーパを保持
するための、スピンドルの一端に交換可能に取り付けら
れたアダプタ。
【０００６】前記スピンドル内にスライド式に設けられ
るとともに、第一種のツールホルダテーパのひっかけ柄
と半径方向に嵌合可能な複数の第一玉を収容する周方向
に連続した第一収容部が設けられた第一ブシュ。前記第
一ブシュにスライド式に設けられるとともに、第二種の
ツールホルダテーパのひっかけ柄と半径方向に嵌合可能
な複数の第二玉を収容する周方向に連続した第二収容部
が設けられた第二ブシュ。
【０００７】前記複数の第一玉が前記第一種のツールホ
ルダテーパの前記ひっかけ柄と嵌合した状態が維持され
るように、前記第一ブシュを第一方向に押圧するための
弾性的押圧手段。前記複数の第二玉が前記第二種のツー
ルホルダテーパの前記ひっかけ柄と嵌合した状態が維持
されるように、前記第一弾性的押圧手段の強制力を前記
第二ブシュに伝達するため、前記第一ブシュの突出部を
前記第二ブシュに嵌合させる手段。
【０００８】前記第一ブシュを前記第一方向と反対の第
二方向に押圧する手段。前記第一ブシュが前記第二方向
に押圧された際に前記複数の第一玉を収容して前記第一
種のツールホルダテーパの前記ひっかけ柄が取り外せる
ように、前記スピンドルに設けられた第一収容部。前記
第一ブシュが前記第二方向に押圧された際に前記複数の
第二玉を収容して前記第二種のツールホルダテーパの前
記ひっかけ柄が取り外せるように、前記第一ブシュに設
けられた第二収容部。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の特徴および長所は、本発
明の実施例の一つについて以下の詳細な説明から明らか
になるだろう。添付図面に図示されたこの実施例は本発
明を限定するものではない。図１は、機械加工ツール用
つりあい試験機の電気スピンドルアセンブリの軸方向断
面図である。この電気スピンドルアセンブリは、本出願
と同じ出願人の名による同時係属特許出願でも扱われて
いる。
【００１０】図示した電気スピンドルアセンブリは、前
フランジ２と後フランジ３の両方によって閉塞されたほ
ぼ円筒形のケーシング１から成っている。ケーシング１
の内部には、ケーシング１の内壁に固定された固定子４
と、この固定子４と同軸の回転子５から成る電気チータ
が設けられている。回転子５は、回転部材を構成する中
空シャフト６、より正確に言うとスピンドルシャフトに
キー固定されている。スピンドルシャフト６はその両端
において、２個の玉軸受７，８よってフランジ２，３に
支持されている。
【００１１】スピンドルシャフト６の前方（つまり図１
の左側）には、ネジ５０によってアダプタ９が取り付け
られ、柄２８から成るツールホルダテーパ１０がこのア
ダプタによって支持されている。図１では、アダプタ９
とツールホルダテーパ１０は、ＩＳＯ４０規格に合った
寸法となっている。ネジ取り付け式のアダプタ９は交換
可能で、例えばＩＳＯ３０規格によるものなど（後述す
る図９の場合のように）、別の寸法のツールホルダ用ア
ダプタと交換できる。
【００１２】スピンドルシャフト６のネジ山が形成され
た後端には、玉軸受８の後方の第一リングナット５１
と、センサ５３用の基準切欠きが刻まれた第二リングナ
ット５２がネジ止めされている。センサ５３は、角度基
準を判断するために、電子制御装置（図示せず）に信号
を送る。図示されていないがこの電子装置に設けられた
別のセンサは、つりあい試験を行うツールの不つりあい
と、つりあい回数に必要なつりあいおもりを判断するも
のである。
【００１３】後フランジ３には円筒形スリーブ１１が取
り付けられ、シリンダ１２はこの円筒形スリーブ１１に
挿入されてネジ５５で固定されている。密封カバー１４
で後部を閉じられたシリンダ１２内には、中空ピストン
１３がスライド式に収容され、渦巻きばね１５によって
カバー１４へと弾性的に押圧されている。シリンダ１２
内には中空引張りシャフト１６も延在し、ネジ山が形成
されたその頭部にはリングナット１８がネジ止めされて
いる。渦巻きばね１５と同軸の第二渦巻きばね１９は、
ピストン１３の頭部へと引張りシャフト１６を押圧する
ように、リングナット１８に作用する。
【００１４】リングナット１８の反対の端部では、引張
りシャフト１６がスピンドルシャフト６にスライド式に
挿入されている。スピンドルシャフト６に挿入された引
張りシャフト１６のこの端部にはネジ山が形成され、ス
ピンドルシャフト６にスライド式に設けられた第一ブシ
ュ２０が、この端部にネジ止めされている。図２からさ
らによく分かるように、それぞれ１２０°ずつ離れて周
方向に配置された第一ブシュ２０の各穴２６には、３個
組の第一玉２４が収容されている。穴２６の直径は玉２
４の直径に応じたものとなっているが、玉２４が一部だ
け突出した状態でも落下しないように、スピンドルシャ
フト６の軸に向かってテーパ状となっている。第一ブシ
ュ２０では、周方向に連続した玉２４の隣に環状溝５６
も形成されている。さらに、玉２４の少なくとも一部を
保持するのに十分な寸法の環状溝５８も、スピンドル６
に設けられている。
【００１５】第一ブシュ２０内にスライド式に設けられ
ているのは、ツールホルダテーパ１０の柄２８の方向に
第三渦巻きばね２３によって弾性的に押圧された控え棒
２２にネジ止めされた第二ブシュ２１である。図３から
さらによく分かるように、相互に１２０°ずつ周方向に
離れて、第一ブシュ２０の穴の中間位置に配置された第
二ブシュ２１の各穴２７（つまり周方向に連続した二種
類の穴は、互いに６０°ずつ回転させた位置にある）に
は、玉２４と比較すると直径が少し小さい３個の玉２５
が収容されている。穴２６と同様に、穴２７も玉２５の
直径に応じた直径を有しているが、一部だけ突出した状
態でも玉２５が落下しないようにスピンドルシャフト６
の軸に向かってテーパ状となっている。第二ブシュ２１
の外面には、穴２７の中間位置に（したがって第一ブシ
ュ２０の穴２６と並んで）互いに１２０°ずつ離れた３
本の軸方向溝５７（図３）が形成されている。
【００１６】引っ張りシャフト１６にスライド式に挿入
されているのは、ツールホルダテーパ１０の柄２８の端
部近くまで、第三渦巻きばね２３と控え棒２２と第一ブ
シュ２１内に延在する推力棒１７である。スピンドルシ
ャフト６と一体の２本のピン４０は、スピンドルシャフ
トに対して推力棒が回転すること、そしてツールホルダ
テーパを取り外す際にスピンドルシャフトが抜けること
を防止するため、推力棒１７の表面に形成された各切欠
きに係合している。引っ張りシャフト１６の頭部の内側
にはネジ山が形成されており、推力棒１７の行程を調節
するため、ネジ５９がこのネジ山に係合している。
【００１７】図１の作動状態では、ツールホルダテーパ
１０がスピンドルシャフト６にクランプされている。第
一ブシュ２０は、引っ張りシャフト１６のばね１９の力
によって、スピンドルアセンブリの後部へと引っ張られ
ている。そして穴２６から部分的に突出している玉２４
は、ひっかけ柄２８の拡大部が抜けるのを防止してい
る。ツールホルダテーパ１０の外側円錐面とアダプタ９
の内側円錐面の間の摩擦力によって、テーパツールアセ
ンブリはスピンドルシャフト６と一体となっている。
【００１８】図４から図６にはツールホルダテーパのク
ランプ外しの手順が図示されている。スピンドル６から
ツールホルダテーパ１０を取り外すには、カバー１４の
穴２９を介してシリンダ１２へと圧縮空気を送る。圧縮
空気によってピストン１３が左側にスライドし、ばね１
６の押圧力を越える。ある点でピストン１３の頭部が引
っ張りシャフト１６の頭部に機械的に当接してこれを左
側に押圧し始め、ばね１９の弾性力を越える。引っ張り
シャフト１６が左側にスライドすることにより、第一ブ
シュ２０も同じようにスライドする。図４の状態では、
ピストン１３はすでに引っ張りシャフト１６の頭部に機
械的に当接して、第一ブシュ２０が部分的に左側にスラ
イドしている。引っ張りシャフト１６が前方移動した結
果、ばね２３が圧縮して、控え棒２２を介して、より強
い力で第二ブシュ２１を柄２８の端部へと押圧する。
【００１９】図５のように、第一ブシュ２０がスライド
した後、スピンドル６の内面の環状溝５８に穴２６が達
すると（図７）、玉２４が穴２７の中に引き込まれて、
ひっかけ柄２８の拡大部がさらに引っ張られるのを阻止
しないようになる。柄２８上の第一ブシュ２１の推力に
より、テーパ１０とアダプタ９の表面が離れて、テーパ
１０を取り外すことができる。
【００２０】ツールホルダテーパ１０がアダプタ９から
引き抜かれた状態では、ばね２３の推力によって第二ブ
シュ２１が第一ブシュ２０内で左側にスライドし、その
結果推力棒１７上のリング６０に控え棒２２が機械的に
当接する（図６）ことに注目すべきである。この位置で
穴２７は環状溝５６と一致し、玉２５は穴２７へと自然
に引き込まれる。こうして、スピンドルシャフト６に取
り付けられる新しいツールホルダテーパの柄は、玉２７
によって妨げられることなく、この部分を通過できるの
である。
【００２１】図９は図１と同じ電気スピンドルの軸方向
断面図であるが、ＩＳＯ３０の規格の寸法のツールホル
ダテーパ１０' 用の支持アダプタ９' が取り付けられて
いる。このツールホルダテーパはＩＳＯ４０テーパより
も短く、図１のツールホルダテーパ１０の柄２８の寸法
の約半分の柄２８' を備えている。この場合、各穴２７
から部分的に突出している第二ブシュ２１の玉２５によ
ってツールホルダテーパ１０' がクランプされる。ばね
２３によって控え棒２２と第二ブシュ２１が図９の左側
に押圧されても、控え棒２２の各環状隆起部６２と係合
する環状隆起部６１が設けられた第一ブシュ２０が作用
して、スピンドルアセンブリの後方へと第二ブシュ２１
が押圧される。一方、第一ブシュ２０は、ばね１９の作
用により、電気スピンドルの後部へと押圧される。第一
ブシュの玉２４は第二ブシュ２１の外面上の各軸方向溝
５７に保持される（図１０）。
【００２２】ツールホルダテーパ１０' のクランプを外
すには、上述の場合と同様に穴２９を介して圧縮空気を
シリンダ１２に送る。この空気によって、引っ張りシャ
フト１６の頭部に機械的に当接するまで引っ張りシャフ
ト１６の左側にピストン１３がスライドする。ピストン
１３がさらにスライドすると、引っ張りシャフト１６が
スライドして第一ブシュ２０もスライドする（図１
１）。第一ブシュ２０の穴２６が環状溝５８に達する
と、第二ブシュ２１の穴２７が環状溝５６の位置となっ
て玉２５が引き込まれる。この点で、調節ネジ５９の端
部が控え棒１７の頭部に達するため、柄２８' の端部に
当接するまで控え棒１７が左側に押圧され、その結果柄
２８' が押されてテーパ１０' の壁がアダプタ９' の壁
から外れる。こうしてツールホルダテーパ１０' をスピ
ンドルシャフト６から外すことができるのである。
【００２３】図１３はツールホルダテーパ１' が引き抜
かれて新しいツールホルダテーパが取り付け可能な状態
の電気スピンドルの図である。添付図面およびこれに関
する以上の説明はつりあい試験機用電気スピンドルにつ
いてのものであるが、本発明のクランプ装置は工作機械
のスピンドルシャフトにも使用できることは明らかであ
る。またＩＳＯ３０およびＩＳＯ４０規格の寸法を持つ
ツールホルダテーパについて述べたのはあくまで例とし
てであって、ブシュの寸法が適切であれば別の規格のツ
ールホルダテーパをクランプできることは明白である。
【００２４】
【発明の効果】本発明の装置では、工作機械であれ、つ
りあい試験機であれ、ＩＳＯ３０やＩＳＯ４０規格など
寸法の異なる様々なツールホルダテーパを同じスピンド
ルにクランプすることができる。つまり第一ブシュに設
けられた玉が比較的大きな寸法のテーパをクランプし、
第二ブシュの玉だ小さな寸法のテーパをクランプするの
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】つりあい試験機の電気スピンドルアセンブリの
軸方向断面図であり、ＩＳＯ４０規格のツールホルダテ
ーパが取り付けられた本発明によるクランプ装置がスピ
ンドルシャフトに装着されている。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１の III−III 線断面図である。
【図４】ツールホルダテーパの一連のクランプ外し作業
における、図１の電気スピンドルアセンブリの動作状態
を示す、簡略化した軸方向断面図である。
【図５】図１の電気スピンドルアセンブリの他の動作状
態を示す図４と同様な断面図である。
【図６】図１の電気スピンドルアセンブリの更に他の動
作状態を示す図４と同様な断面図である。
【図７】図５の VII−VII 線断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII線断面図である。
【図９】ＩＳＯ３０規格のツールホルダテーパが取り付
けられた図１の電気スピンドルアセンブリの軸方向断面
図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】ツールホルダテーパの一連のクランプ外し作
業における、図９の電気スピンドルアセンブリの動作状
態を示す、簡略化した軸方向断面図である。
【図１２】図９の電気スピンドルアセンブリの他の動作
状態を示す、図１１と同様な断面図である。
【図１３】図３の電気スピンドルアセンブリの更に他の
動作状態を示す図１１と同様な断面図である。
【符号の説明】
６ スピンドル ９，９' アダプタ １０，１０' ツールホルダテーパ １２ 押圧手段又はシリンダ １３ 押圧手段又はピストン １６ （弾性的）押圧手段又はシャフト １７ 推力棒 １８ （弾性的）押圧手段又はリングナット １９ （弾性的）押圧手段又は渦巻きばね ２０，２１ （第一及び第二）ブシュ ２４，２５ （第一及び第二）玉 ２６，２７ （第一及び第二）収容部 ２８，２８' ひっかけ柄 ５６ （第二）収容部又は環状溝 ５７ 軸方向溝 ５８ （第一）収容部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定寸法の各ツールホルダテーパ（１
    ０，１０' ）を保持するためスピンドル（６）の一端に
    交換可能に取り付けられるとともに、各ひっかけ柄（２
    ８，２８' ）を装着したアダプタ（９，９' ）と、 スピンドル（６）内にスライド式に設けられるととも
    に、第一種のツールホルダテーパ（１０）のひっかけ柄
    （２８）と半径方向に係合可能な複数の第一玉（２４）
    を収容する周方向に連続した第一収容部（２６）を備え
    た第一ブシュ（２０）と、 第一ブシュ（２０）内にスライド式に設けられるととも
    に、第二種のツールホルダテーパ（１０' ）のひっかけ
    柄（２８' ）と半径方向に係合可能な複数の第二玉（２
    ５）を収容する周方向に連続した第二収容部（２７）を
    備えた第二ブシュ（２１）と、 前記第一ブシュ（２０）を第一方向に押圧して前記複数
    の第一玉（２４）を前記第一種のツールホルダテーパ
    （１０）の前記ひっかけ柄（２８）と嵌合した状態に維
    持するための弾性的押圧手段（１９，１８，１６）と、 前記複数の第二玉（２５）を前記第二種のツールホルダ
    テーパ（１０' ）の前記ひっかけ柄（２８' ）と嵌合し
    た状態に維持するために、前記第一ブシュ（２０）の突
    出部を前記第二ブシュ（２１）に嵌合させて前記第一弾
    性的押圧手段（１９，１８，１６）の前記第一方向への
    押圧力を前記第二ブシュ（２１）に伝達する嵌合手段
    （６１，２２，６２）と、 前記第一ブシュ（２０）を前記第一方向と反対の第二方
    向に押圧する押圧手段（１２，１３，１６）と、 前記第一ブシュ（２０）が前記第二方向に押圧されて前
    記第一種のツールホルダテーパ（１０）の前記ひっかけ
    柄（２８）の取り外しが可能となった際に前記複数の第
    一玉（２４）を収容するのに適した、前記スピンドル
    （６）に設けられた第一収容部（５８）と、 前記第一ブシュ（２０）が前記第二方向に押圧されて前
    記第一種のツールホルダテーパ（１０' ）の前記ひっか
    け柄（２８' ）の取り外しが可能となった際に前記複数
    の第二玉（２５）の収容に適した、前記第一ブシュ（２
    ０）に設けられた第二収容部（５６）と、から成ること
    を特徴とする、工作機械またはつりあい試験機のスピン
    ドルにツールホルダテーパをクランプする装置。
  2. 【請求項２】 前記弾性的押圧手段（１９，１８，１
    ６）が、前記第一ブシュ（２０）と一体であるとともに
    これを軸方向に延長させたシャフト（１６）と、このシ
    ャフト（１６）の頭部にネジ止めされたリングナット
    （１８）に作用する渦巻きばね（１９）から成ることを
    特徴とする請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記推力手段（１２，１３，１６）が、
    空気作動部を伴ったシリンダ（１２）とピストン（１
    ３）のアセンブリであることを特徴とする請求項１の装
    置。
  4. 【請求項４】 前記複数の第一玉が、周方向に互いに等
    間隔に設けられた各収容部（２６）に収容された３個の
    玉（２４）から成ることを特徴とする請求項１の装置。
  5. 【請求項５】 前記複数の第二玉が、周方向に互いに等
    間隔に設けられた各収容部（２７）に収容された３個の
    玉（２５）から成ることを特徴とする請求項１の装置。
  6. 【請求項６】 前記第一収容部が、前記スピンドル
    （６）の内面に設けられた環状溝（５８）であることを
    特徴とする、請求項１の装置。
  7. 【請求項７】 前記第二収容部が、前記第一ブシュ（２
    ０）の内面に設けられた環状溝（５６）であることを特
    徴とする請求項１の装置。
  8. 【請求項８】 前記複数の第一玉（２４）が前記第一収
    容部（５８）に収容されていない際に前記第二ブシュ
    （２１）を前記第一ブシュ（２０）に対して相対的にス
    ライドできるように前記複数の第一玉（２４）を収容す
    るための複数の軸方向溝（５７）が第二ブシュ（２１）
    の外面に設けられていることを特徴とする請求項１の装
    置。
  9. 【請求項９】 前記第二ブシュ（２１）内にスライド式
    に設けられるとともに、ツールホルダテーパ（１０' ）
    の引き抜き動作を容易に行うためにこのツールホルダテ
    ーパのひっかけ柄（２８' ）を押圧するための前記押圧
    手段（１２，１３，１６）によって作動する推力棒（１
    ７）から成ることを特徴とする請求項１の装置。
JP8123335A 1995-05-19 1996-05-17 多様な寸法のツールホルダテーパをスピンドルにクランプする装置 Pending JPH091407A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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