JPH02121779A - 自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動工具交換装置に関し、より詳細には、
ロボット等の操作手段に接続される第１ユニットと、種
々のツールを取り付けられる少なくとも一つの第２ユニ
ットとを備え、一つの第２ユニットを第１ユニットに分
離可能に結合するように構成した自動工具交換装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

前記構成の自動工具交換装置では、ロボット側ユニット
とツール側ユニットを分離可能に結合する結合装置が用
いられているが、従来知られている結合装置は、第８図
に示す構成のものが主流であった。

すなわち、ロボット側のユニット（１０１）に設けた窪
み（１０２）の側壁にテーパ孔（１０３）を形成し、こ
のテーパ孔（１０３）に鋼球（１０４）をその内端部が
窪み（１０２）内に突出可能に嵌入すると共に、この鋼
球（１０４）の外側に鋼球押さえ（１０５）を上下移動
可能に設けている。鋼球押さえ（１０５）は、上方の室
（１０６）に設けた圧縮バネ（１０７）によって常時下
方に付勢され、ポート（１０Ｂ）より下方の室（１０９
）に圧縮空気を供給すると、上方に移動するようになっ
ている。

鋼球押さえ（１０５）が下降して図示した位置に来ると
、その内端面が鋼球（１０４）を内方に押圧し、窪み（
１０２）の側壁から鋼球（１０４）の内端部が突出する
。鋼球押さえ（１０５）が上昇すると、鋼球（１０４）
は外側に移動し、窪み（１０２）の側壁から突出しない
。

ツール側のユニット（１１０）には、前記ロボット側ユ
ニット　（１０１）の窪み（１０２）に対応する位置に
、略円柱形の係合突起（１１１）が設けてあり、その先
端付近に形成した切欠部（１１２）に前記鋼球（１０４
）を嵌入・係合するようになっている。

なお、（１１３）は、シール用の０リングである。

両ユニソ１−（１０１）　（１１０）を結合・一体化す
る際には、まずポート（１０８）より下方の室（１０９
）に圧縮空気を供給して、鋼球押さえ（１０５）を上昇
させ、鋼球（１０４）を外側に移動させた状態で、ロボ
ット側ユニット（１０１）とツール側ユニット（１１０
）の対向面を互いに接触させ、ツール側ユニット（１１
０）の係合突起（１１１）をロボット側ユニット（１０
１）の窪み（１０２）に嵌入させる。次に、下方の室（
１０９）より圧縮空気を排出すると、鋼球押さえ（１０
５）が下降して鋼球（１０４）が内側に押し出され、係
合突起（１１１）の切欠部（１１２）に係合する。こう
して、両ユニット（１０１）　（１１０）を結合・一体
化するのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の結合装置では、鋼球（１０４）と係合突起（
１１１）との係合により両ユニット（１０１）　（１１
０）を結合するので、例えばスポット溶接用のユニ・ノ
ド等のように、１００Ｋｇ程度の重量の大きなツールを
取り付けた場合、係合突起（１１１）　と鋼球（１０４
）との接触点や、鋼球押さえ（１０５）と鋼球（１０４
）との接触点に非常に大きな接触圧力が生じる。

このため接触部分が窪んで、その窪みに鋼球（１０４）
が食い込み、動作不良、特に両ユニット（１０１）　（
１１０）の分離不能という不具合が発生しやすい難点が
ある。

また、この結合装置では、両ユニット（１０１）　（１
１０）を支持する位置が、その外周よりもかなり内側（
中心軸寄り）にあるため、ツール側ユニット（１１０）
の係合突起（１１１）に直角に作用するモーメントに対
して極めて弱く、両ユニット（１０１）　（１１０）の
傾斜やガタが容易に発生する難点がある。

これを解消するには、係合突起（１１１）を太くする他
はないが、こうすると、必然的に装置全体が大きくなっ
てしまい、小型・軽量を要求されるロボット用の装置と
しては、極めて不都合である。

この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、結合（ロック）力が非常
に大であり、重量が数１００Ｋｇ程度のツールを装着し
て操作しても、移動時にツールの落下や振動が生じたり
、両ユニットの結合及び分離動作時に動作不良が生じる
恐れがなく、また、両ユニットの中心軸に直角な外力に
対して剛性の高い自動工具交換装置を提供することにあ
る。

この発明の他の目的は、重量の大きなツールを取り付け
て操作しても、結合装置が破損し難く耐久性に富む自動
工具交換装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、この発明では、次のような技
術的手段を講じている。

すなわち、まず、結合装置に、両ユニット（２）（３）
のうちのいずれか一方のユニット（２）に設けられた、
回動軸の周りに回動するカム（１５）と、他方のユニッ
ト（３）に設けられた、前記両ユニット（２）　（３）
が互いに接触した状態で前記カム（１５）が係合可能な
係合ピン（４６）と、前記カム（１５）を駆動するため
のシリンダ（１７）とを含む少なくとも三つの結合機構
を設けている。

前記カム（１５）には、前記回動軸からの距離が徐々に
変化するように形成された係合部分（１５ａ）を設けて
おり、しかもその係合部分（１５ａ）には、前記回動軸
からの距離が、前記両ユニソ）（２）　（３）を互いに
接触した状態における前記係合ピン（４６）と前記回動
軸との距離に等しい部分と、当該距離よりも大きい部分
を含めている。

そして、前記カム（１５）を回動させてその係合部分（
１５ａ）を前記係合ピン（４６）に接触・押圧すること
により、両ユニット（２）　（３）を結合するように構
成しているのである。

前記シリンダ（１７）及びカム（１５）は、前記一方の
ユニット（２）の中心軸の周りに等間隔に配設した三つ
のシリンダ収容室（１２）に配置することができる。こ
の場合は、前記係合ピン（４６）を、前記他方のユニッ
ト（３）の中心軸の周りに等間隔に三つ配設する。

前記カム（１５）は、任意の形状で実施できるが、略扇
形の板から形成し、係合部分（１５ａ）をその円弧状の
端縁に設けるのが好ましい。

また、前記カム（１５）の回動軸の位置は、接触状態に
ある前記両ユニット（２）　（３）を分離する方向の力
の少なくとも一部が、前記カム（１５）による前記係合
ピン（４６）の押圧力を増加する方向に作用する位置に
設定するのが好ましい。

〔作用〕

以上のように構成しているので、両ユニット（２）　（
３）を接触させた状態で、シリンダ（１７）により各カ
ム（１５）を各係合ピン（４６）に向かって回動すると
、前記カム（１５）の係合部分（１５ａ）は、回動軸か
らの距離が前記係合ピン（４６）と前記回動軸との距離
に等しい部分において前記係合ピン（４６）に接触する
。

さらにカム（１５）を回動すると、係合部分（１５ａ）
は、回動軸からの距離が、前記接触状態における係合ピ
ン（４６）と前記回動軸との距離よりも大きい部分にお
いて、前記係合ピン（４６）を押圧するため、両ユニッ
ト（２）　（３）を結合してロックすることができる。

また、少なくとも三つの結合機構を有しているので、前
記結合装置に作用するツールの重量は、当該少なくとも
三つの結合機構によって分担して支持され、各結合機構
が支持する重量は減少する。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照しながら、この発明の詳細な説明
する。

図は、この発明に係る自動工具交換装置の一実施例を示
したものである。第１図において、（１）は自動工具交
換装置、（２）はロボットアーム等の操作手段（図示せ
ず）に取り付けられた第１ユニット、（３）はスポット
溶接ガン（４）が取り付けられた第２ユニットを示して
いる。第２ユニット（３）は、前記スポット溶接ガン（
４）等の種々のツールを取り付けたものが複数個用意さ
れ、棚上に配置されている。作業の際には、任意の一つ
の第２ユニット（３）を選択して第１ユニット（２）に
結合・一体化し、ロボット等の操作手段によって所定の
作業をさせることができる。

上側の第１ユニット（２）は、本体部（２ａ）と凸部（
２ｂ）から成り、第２図及び第３図に示されるように、
本体部（２ａ）は、偏平な円柱形部材から二つの略扇形
部分を切欠して形成される略Ｙ字形の形状を有している
。本体部（２ａ）の前記切欠部には、それぞれインター
フェース用のモジュール（５）　（６）が取り外し可能
として取り付けてあり、全体としてほぼ一つの円柱形と
なるようにしてある。また、切欠されていない扇形部分
（７）には、側面に第２ユニーｚ）（３）に取り付けた
ツールに制御用電気信号を送る電気コンジット（８）と
、当該ツールに制御用エアを供給・排出する四つのエア
用ボート（９）が設けてあり、下面には電気コンジット
（８）に接続された電気コネクタ（図示せず）及びエア
用ボート（９）に連通ずる継手（図示せず）が設けてあ
る。本体部（２ａ）の切欠部側の端縁の上部には、鍔部
（１０）が設けてあり、前記インターフェース用のモジ
ュール（５）　（６）はこの鍔（１０）にボルト止めさ
れている。

凸部（２ｂ）は、星形に形成されて本体部（２ａ）の下
面に突設されている。この凸部（２ｂ）は、互いに１２
０°をなす３本の半径に沿って延びると共に、中心部で
互いに接合された三つの部分（１１）から成っている。

第１ユニット（２）の内部は、その上端面より凸部（２
ｂ）の下端付近まで達する深さで、凸部（２ｂ）と同様
の星形形状に切欠され、凸部（２ｂ）の各部分（１１）
に沿って三つのシリンダ収容室（１２）が形成されてい
る。このシリンダ収容室（１２）は、後述のカム駆動用
のエアシリンダを収容する空間である。シリンダ収容室
（１２）の上部開口は、本体部（２ａ）の上面に取り付
けた円形板から成る蓋（１３）によって塞がれている。

凸部（２ｂ）の各部分（１１）の先端部（ｌｌａ）には
、矩形の孔を形成して窓（１４）が設けてあり、この窓
（１４）内に略扇形とした板状のカム（１５）が設けて
ある。

このカム（１５）は、部分（１１）の先端部（ｌｌａ）
に外部から横方向（水平方向）に貫通して窓（１４）内
に架は渡された支持ピン（１６）によって、第１ユニー
／　）（２）の中心軸に平行な面（鉛直面）内で回動可
能に支持され、窓（１４）を通って部分（１１）の外部
と内部間を回動可能である。

カム（１５）が後述の係合用ピンと係合する部分（１５
ａ）は、円弧状の端縁部分である。このため支持ピン（
１６）は、カム（１５）の係合部分（１５ａ）　とは反
対側の角（１５ｂ）に近い位置に設けてある。また、カ
ム（１５）の前記係合部分（１５ａ）と回動軸すなわち
支持ピン（１６）との距離が、外側の部分が最小であり
、内側に向かって徐々に増加するように設定するため、
支持ピン（１６）の位置を、円弧状の係合部分（１５ａ
）の両端部間の角度を三等分する直線上から下方にずら
して設定してある。

前記三つのカム（１５）は、前述した三つのシリンダ収
容室（１２）に半径方向に沿って設けられた駆動用エア
シリンダ（１７）によって、各々駆動される。

各シリンダ（１７）は、いずれも支持部材（１８）を介
して、部分（１１）の胃内側面に固定された取付台（１
９）によって支持され、第１ユニット（２）の中心軸に
沿って上下に回動可能である。駆動用エアシリンダ（１
７）へのエアの供給及び排出は、本体部（２ａ）の側面
に設けられたエア用ボート（２０）　（２１）より、連
結管（２２）　（２３）を介して行われる。

前記カム（１５）とシリンダ（１７）は、後述の係合ピ
ンと共にそれぞれ結合機構を成しており、これらの三つ
の結合機構で、この発明の自動工具交換装置の結合装置
を構成する。

前記エアシリンダ（１７）は、各々、ピストンロンド（
２４）が前記カム（１５）と平行になるように配置して
ある。ピストンロンド（２４）の先端には、その二つの
脚部を前記カム（１５）側に向けて、Ｕ字形のジヨイン
ト（２５）が固定してあり、前記カム（１５）をこのジ
ヨイント（２５）の二つの脚部の間に挟むような形で、
カム（１５）に回動可能に接続してある。ジヨイント（
２５）とカム（１５）の接続は、両者を貫通して設けた
接続用ピン（２６）によって行っている。接続用ピン（
２６）は、係合部分（１５ａ）に近い位置でカム（１５
）を貫通している。

以上の構成により、駆動用エアシリンダ（１７）を作動
してピストンロッド（２４）を出し入れすると、その運
動は、Ｕ字形ジヨイント（２５）と接続用ピン（２６）
によってカム（１５）に伝達されるので、シリンダ（１
７）によってカム（１５）を支持ピン（１６）の周りに
回動することができる。

前記インターフェース用のモジュール（５）は、溶接ガ
ン（４）に溶接用電流を供給するものであり、側面に電
気コンシソ）　（２７）を、下面に１００Ａ程度の大容
量電流を供給する電気接点（２８ａ）と５Ａ程度の標準
電流を供給する三つの電気接点（２８ｂ）をそれぞれ設
けている。他のモジュール（６）は、。

溶接ガン（４）に冷却水を供給するものであり、側面に
水用ポー）　（２９）を、下面に二つの接続用孔（３０
）をそれぞれ設けている。

なお（３１）は、前記本体部（２ａ）の下面に設けた位
置決めピンである。

第２ユニット（３）は、前記第１ユニット（２）と同様
の略Ｙ字形の形状を持っている。略扇形に切欠した二つ
の部分には、各々インターフェース用のモジュール（３
２）　（３３）が取り外し可能として取り付けてあり、
全体として第１ユニット（２）とほぼ同一の一つの円柱
形をなすようにしている。これらのモジュール（３２）
　（３３）は、第１ユニット（２）に取り付けであるモ
ジュール（５）　（６）と対をなし、両ユニット（２）
　（３）を重ねたときに互いに重なり合うようにしてあ
る。

溶接用電流を供給するモジュール（３２）は、側面に電
気コンジット（３４）を、上面に大電流供給用の電気接
点（３５ａ）と標準電流供給用の三つの電気接点（３５
ｂ）とをそれぞれ設けている。また、冷却水を供給する
モジュール（３３）は、側面に二つの水用ボート（３６
）を、上面に二つの継手（３７）をそれぞれ設けている
。モジュール（３２）の電気接点（３５ａ）と電気接点
（３５ｂ）は、第１ユニット（２）のモジュール（５）
の電気接点（２８ａ）　（２８ｂ）にそれぞれ対応する
位置にあり、両モジュール（３２）　（５）が重なった
ときに両者は接続される。モジュール（３３）の二つの
継手（３７）も、両モジュール（３３）　（６）が重な
ったときに連通ずるように、第１ユニット（２）のモジ
ュール（６）の二つの接続用孔（３０）に対応する位置
に設けてある。なお、両モジュール（３２）　（３３）
は、第１ユニット（２）と同様に、切欠部側の端縁の下
部に設けた鍔部（３８）にボルト止めされている。

第２ユニット（３）の扇形部分（３９）には、両ユニッ
ト（２）　（３）を重ねたときに、第１ユニット（２）
の図示していない電気コネクタ及び継手とそれぞれ接続
される、電気コネクタ（４０）及び四つの継手（４１）
が設けてある。この電気コネクタ（４０）及び継手（４
１）は、各々、扇形部分（３９）の側面に設けた電気コ
ンジット（４２）及び四つのエア用ボート（４３）に接
続されている。

第２ユニット（３）の中央部は、７字形に切欠され、上
下に開口した空間（４４）が形成してある。この空間（
４４）には、前記第１ユニット（２）の７字形の凸部（
２ｂ）が嵌合する。空間（４４）の三つの外端部には、
各々、半径方向外側に窪んだ窪み（４５）が形成され、
この窪み（４５）に、第２ユニット（３）の外部から水
平方向に貫通して架は渡された係合ピン（４６）が設け
てある。この係合ピン（４６）は、第５図に見るように
、第２ユニット（３）の上端に近い位置に設けてあり、
第２ユニット（３）の中心軸を含む面に対して直交して
いる。両ユニット（２）　（３）を重ねたとき、空間（
４４）の各外端部の内壁面（４７）には、第１ユニット
（２）の凸部（２ｂ）の先端部（１１ａ）外面が接し、
窪み（４５）には、カム（１５）の外端が嵌入する。前
記空間（４４）の下部開口は、第２ユニット（３）の下
端に取り付けた円形板から成る蓋（４８）によって塞が
れている。前記スボ７）溶接ガン（４）は、この蓋（４
８）を介して取り付けられている。

なお、（４９）は、第１ユニット（２）の位置決めピン
（３１）が挿入される位置決め用の孔、（５０）　（５
１）は、第１ユニット（２）のエア用ボー）　（２０）
　（２１）に接続された継手である。

次に、以上のように構成した自動工具交換装置（１）の
使用状態について説明する。

ここでは、種々のツールを取り付けてラック上に並べら
れた複数の第２ユニット（３）の中から、図示したスポ
ット溶接ガン（４）を取り付けた第２ユニット（３）を
選択する場合を考える。

まず、ロボットアーム等に取り付けた第１ユニット（２
）を、前記第２ユニット（３）の上方に移動し、第１ユ
ニット（２）の二本の位置決めピン（３１）を第２ユニ
ット（３）の二つの位置決め用孔（４９）に各々一致さ
せて停止する。

続いて、第１ユニット（２）を下降し、位置決めピン（
３１）を第２ユニット（３）の位置決め用孔（４９）に
挿入するようにして、両ユニット（２）　（３）を重ね
ると、第１ユニット（２）の凸部（２ｂ）が第２ユニッ
ト（３）の空間（４４）に嵌合する。このとき、カム（
１５）ｇ動用の各エアシリンダ（１７）には、ピストン
ロッド（２４）を引っ込める方向にエアが供給されてい
るので、第１図に見るように、カム（１５）の大部分が
シリンダ収容室（１２）の内側に引っ込んでおり、両ユ
ニット（２）　（３）の嵌合には支障はない。

第１ユニット（２）の本体部（２ａ）の下端面と第２ユ
ニット（３）の上端面とが完全に接すると、自動的に、
第１ユニット（２）の扇形部分（７）に設けた図示しな
い電気コネクタとエア用継手が、第２ユニット（３）の
扇形部分（３９）に設けた電気コネクタ（４０）とエア
用継手（４１）にそれぞれ接続される。また、第１ユニ
ット（２）のモジュール（５）　（６）の電気接点（２
８ａ）　（２８ｂ）とエア用の接続用孔（３０）も、第
２ユニット（３）のモジュール（３２）　（３３）の電
気接点（３５ａ）　（３５ｂ）とエア用継手（３７）に
、それぞれ接続される。

こうして、ロボットより第１ユニット（２）に送られた
、制御用の電気信号とエア信号及び溶接用の電流及び冷
却水を、第２ユニット（３）を介してスポット溶接ガン
（４）に伝達することが可能となる。

以上のようにして両ユニット（２）　（３）が接触する
と、操作弁（図示せず）を操作して、各エアシリンダ（
１７）にそれまでとは反対方向にエアを供給し、ピスト
ンロッド（２４）を同期して突出させる。

すると、各ピストンロッド（２４）と連結されている三
つのカム（１５）が、支持ピン（１６）を中心として外
側に向かって回動し、第７図に見るように、その円弧状
の係合部分（１５ａ）が第２ユニット（３）の係合ピン
（４６）に接触する。

前述のように、カム（１５）の係合部分（１５ａ）と支
持ピン（１６）との距離は、係合ピン（４６）に近い位
置で最小であり、係合ピン（４６ンから離れるに従って
徐々に増加しているので、回動角度が増加するに従って
係合ピン（４６）を押圧する力が増加する。こうして、
両ユニット（２）　（３）の結合をロックして保持する
ことができる。

この実施例では、両ユニット（２）　（３）の結合時に
おける係合ピン（４６）と支持ピン（１６）の相対位置
及びカム（１５）の寸法の関係を適宜設定して、カム（
１５）の係合部分（１５ａ）が係合ピン（４６）を押圧
して停止する位置を、カム（１５）の中心角の二等分線
が係合部分（１５ａ）と交差する中心位置よりも内側に
設定しているので、両ユニット（２）　（３）を分離す
る方向に力が作用した場合、その力によるモーメントは
、大部分がカム（１５）を外側に回動する方向に作用す
る。従って、前記力は、両ユニット（２）（３）のロッ
ク力を強める方向に作用するため、このような場合にも
非常に分離し難いという利点がある。

また、停電等の事故によってエアの供給が停止した場合
のことを考慮し、前記シリンダ（１７）にスプリングを
内蔵して、結合時にエアがなくなっても、ピストンロッ
ド（２４）が突き出たままに保持されるように構成する
のが好ましい。

結合した両ユニット（２）　（３）を分離するときは、
シリンダ（１７）に前記と逆方向にエアを供給すればよ
い。こうすれば、カム（１５）が反対方向に回動して係
合ピン（４６）から離れるので、容易に分離することが
できる。

以上の実施例では、カム（１５）とシリンダ（１７）と
係合ピン（４６）によって構成される結合機構を、各ユ
ニット（２）　（３）の中心軸の周りに等間隔に三つ設
けているので、ツールの重量が各結合機構によって均等
に負担されるという効果がある。しかし、この数は四つ
以上にしてもよいことは勿論であり、この場合も、各ユ
ニット（２）　（３）の中心軸の周りに等間隔に配置す
るのが好ましい。

また、前記実施例では、カム（１５）を略扇形の仮から
形成したが、これに限られるものではなく、円板形や円
筒形等、種々の形状で実施することができる。また係合
部分（１５ａ）　も凸状に限られない。

要は、カムの係合部分が、回動軸からの距離が、結合時
の係合ピンとカムの回動軸との距離に等しい部分と、当
該距離よりも大きい部分とを含んでいて、その距離が徐
々に変化するものであれば足りる。

〔発明の効果〕

この発明は以上に述べた構成を有するものであり、各結
合機構において、カム（１５）が係合部分（１５ａ）を
介して係合ピン（４６）を押圧する力によって、両ユニ
ット（２）　（３）の結合力が生じることから、レバー
によって生じるモーメントで直接ピンを押圧してロック
する従来の装置に比べて、両ユニット（２）　（３）を
結合してロックする力は非常に大であり、また、少なく
とも三つの結合機構によってツールの重量を分担して支
持するので、重量が数１００Ｋｇ程度のツールを装着し
て操作しても、装着したツールの落下や振動等が生じる
恐れはなく、しかも、両ユニット（２）　（３）の中心
軸に直角な方向の外力に対しても剛性が高いという効果
を有する。

また、各結合機構に作用する力が減少するため、結合装
置が破損し難く、耐久性に富むという効果もある。

三つの結合機構を前記両ユニット（２）　（３）の中心
軸の周りに等間隔に配置した場合には、少ない結合機構
数で結合力を増加することができると共に、ツールの重
量が両ユニット（２）　（３）の周囲に均等に分担され
ることになり、コストの低減化及び各結合機構にかかる
負担の均一化が図れるという効果が生じる。

さらに、カム（１５）の係合部分（１５ａ）が係合ピン
（４６）を押圧して停止する位置を、カム（１５）の中
心角の二等分線が係合部分（１５ａ）と交差する中心位
置よりも内側に設定する等して、結合状態にある両ユニ
ソ）（２）　（３）に分離する方向の力が作用した場合
に、少なくともその力の一部が、カム（１５）による係
合ピン（４６）の押圧力を増加する方向に作用する位置
に設定すると、前記力が作用すると却って両ユニット（
２）　（３）のロソクカを強めることになり、より一層
分離し難くなるという利点が生じる。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明に係る自動工具交換装置の一実施例を示
すもので、第１図は第１ユニットと第２ユニットを分離
した状態を示す斜視図である。 第２図は、同装置に使用した第１ユニットを、蓋を一部
切欠した状態で示す平面図である。 第３図は、第２図におけるＡ−Ａ線に沿った部分断面説
明図である。 第４図は、同装置に使用した第２ユニットを示す平面図
である。 第５図は、第４図におけるＢ−Ｂ線に沿った部分断面説
明図である。 第６図は、第１ユニットの凸部を第２ユニットの空間に
嵌合して、結合装置により両ユニフトを結合する直前の
状態を示す一部断面説明図である。 第７図は、同結合装置により両ユニットを結合してロッ
クした状態を示す一部断面説明図である。 第８図は、従来の自動工具交換装置の一例を示す部分断
面説明図である。 （１）・・・自動工具交換装置　（２）・・・第１ユニ
ット（２ａ）・・・本体部　　　　　　（２ｂ）・・・
凸部（３）・・・第２ユニット （４）・・・スポット溶接ガン （５）　（６）・・・インターフェース用モジュール（
７）・・・扇形部分　　　　　（１１）・・・凸部の部
分（ｌｌａ）・・・先端部　　　　　（１２）・・・シ
リンダ収容室（１４）・・・窓　　　　　　　（１５）
・・・カム（１５ａ）・・・係合部分　　　　（１５ｂ
）・・・角（１６）・・・支持ピン　　　　　（１７）
・・・エアシリンダ（１８）・・・支持部材　　　　　
（１９）・・・取付台（２０）　（２１）・・・エア用
ポート　（２２）　（２３）・・・連結管（２４）・・
・ピストンロッド　　（２５）・・・ジヨイント（２６
）・・・接続用ピン　　　　（３１）・・・位置決めピ
ン（３２）　（３３）・・・インターフェース用モジュ
ール（３９）・・・扇形部分　　　　　（４４）・・・
空間（４５）・・・窪み　　　　　　　（４６）・・・
係合ピン（４７）・・・先端部の内壁面 （４９）・・・位置決め用孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボット等の操作手段に接続される第１ユニット（
   ２）と、種々のツールを取り付けられる少なくとも一つ
   の第２ユニット（３）とを備え、結合装置によって、一
   つの第２ユニット（３）を前記第１ユニット（２）に分
   離可能に接続するように構成した自動工具交換装置にお
   いて、 前記結合装置が、前記両ユニット（２）（３）のうちの
   いずれか一方のユニット（２）に設けられた、回動軸の
   周りに回動するカム（１５）と、他方のユニット（３）
   に設けられた、前記両ユニット（２）（３）が互いに接
   触した状態で前記カム（１５）が係合可能な係合ピン（
   ４６）と、前記カム（１５）を駆動するためのシリンダ
   （１７）とを含む結合機構を少なくとも三つ備え、 前記カム（１５）は、前記回動軸からの距離が徐々に変
   化するように形成された係合部分（１５ａ）を有し、か
   つその係合部分（１５ａ）は、前記回動軸からの距離が
   、前記両ユニット（２）（３）を互いに接触した状態に
   おける前記係合ピン（４６）と前記回動軸との距離に等
   しい部分と、当該距離よりも大きい部分とを含んでおり
   、 前記カム（１５）を回動させてその係合部分（１５ａ）
   を前記係合ピン（４６）に接触・押圧することにより、
   両ユニット（２）（３）を結合するように構成したこと
   を特徴とする自動工具交換装置。 ２、前記シリンダ（１７）及びカム（１５）が、前記一
   方のユニット（２）の中心軸の周りに等間隔に配設した
   三つのシリンダ収容室（１２）に配置してあり、前記係
   合ピン（４６）が、前記他方のユニット（３）の中心軸
   の周りに等間隔に三つ配設してある請求項１に記載の自
   動工具交換装置。 ３、前記カム（１５）が略扇形の板から成り、その係合
   部分（１５ａ）が円弧状の端縁に設けてある請求項１ま
   たは２に記載の自動工具交換装置。 ４、前記カム（１５）の回動軸の位置が、接触状態にあ
   る前記両ユニット（２）（３）を分離する方向の力の少
   なくとも一部が、前記カム（１５）による前記係合ピン
   （４６）の押圧力を増加する方向に作用するような位置
   に設定してある請求項３に記載の自動工具交換装置。