JPH05192886A - 工具保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具の交換が容易でありながら、とくに、工
具がガタのない状態に確実に装着できる。 【構成】 工業用ロボット１の工具保持装置３におい
て、装置本体６には、放射方向に進退可能とした複数の
ロックピン２１を配置したロック装置１４と、被着部材
７に対向する着座面１３ｂを設け、被着部材７をロック
装置１４の外側を囲むリング状に形成して、この上面を
着座面１３ｂに衝合される装着面３９ａとするととも
に、この被着部材７の内周面側であって少なくともロッ
クピン２１の放射方向外側となる位置には内向きに張り
出すカム部３７を設けて、このカム部３７にはロックピ
ン２１の放射方向外側に行くに従ってロックピン２１の
軸心に近づくように傾斜したカム面３８を形成し、この
カム面３８にロックピン２１の外端部を衝合させること
により装着面３９ａを着座面１３ｂに押圧接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工業用ロボット等に
おいて工具を保持する工具保持装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】生産ライン等において、工業用ロボット
はその作動アームの先端に保持させた工具を用いて加工
あるいは作業等の所要の生産動作を行なわせている。

【０００３】かかる生産ライン等においては、工業用ロ
ボットは保持させていた工具を別の工具と交換して生産
作業をすることが必要な場合がある。そのため、従来か
ら種々の構造の工具保持装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば、装置本体に摺
動可能に設けたピンを、工具を備えた被着部材に形成し
た保持穴にピン挿入することで連結するものがあり、こ
のものは構造が簡単であるが、保持穴とピンとの間に僅
かな隙間があるとともに、装置本体のピンを摺動させる
ために僅かな隙間があり、これらの隙間で装置本体に工
具がガタつきなく装着することが困難であった。

【０００５】この種の工具保持装置においては、工具の
交換時間がそのまま生産ラインでの生産効率に大きな影
響があるので工業用ロボットの工具の交換が簡単である
ことが求められるとともに、装着された工具が装置本体
にガタの無い密着状態に確実に装着できることも重要で
ある。

【０００６】この発明は、このような事情に基づいてな
されたもので、工具の交換が容易でありながら、とく
に、工具がガタのない状態に確実に装着できる工具保持
装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、作動アームの先端に設けた
装置本体に、工具を備えた被着部材を着脱自在に装着す
る工具保持装置において、前記装置本体には、放射方向
に進退可能とした複数のロックピンを配置したロック装
置と、前記被着部材に対向する着座面を設け、前記被着
部材を前記ロック装置の外側を囲むリング状に形成し
て、この上面を前記着座面に衝合される装着面とすると
ともに、この被着部材の内周面側であって少なくとも前
記ロックピンの放射方向外側となる位置には内向きに張
り出すカム部を設けて、このカム部にはロックピンの放
射方向外側に行くに従ってロックピンの軸心に近づくよ
うに傾斜したカム面を形成し、このカム面に前記ロック
ピンの外端部を衝合させることにより前記装着面を前記
着座面に押圧接触させることを特徴としている。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明によれば、ロックピンを進
出させ被着部材のカム面に衝合させることにより、その
分力で被着部材の装着面を装置本体の着座面に押圧状態
に固定する。このように、被着部材の装置本体への固定
がロックピンやカム面とは別個に行なわれるので、これ
らの接続駆動構造に付随するクリアランスの影響を回避
して被着部材を装置本体に固定することができ、装着さ
れた工具のガタを確実に軽減することができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の工具保持装置の実施例を説
明する。

【００１０】図１は工業用ロボットの工具保持装置での
使用状態説明図、図２は工具保持装置のロック状態での
断面図、図３は工具保持装置のロック解除状態での断面
図、図４は図２のIV−IV線に沿う断面図、図５は伝送カ
プラ及びエア供給部の装着部分の断面図、図６は工具保
持装置の位置決め状態での断面図である。

【００１１】図１において、符号１は工業用垂直多関節
ロボットで、この工業用ロボット１の作動アーム２の先
端には工具保持装置３が設けられている。この工具保持
装置３には工具４が装着されており、この状態において
装備されている工具４はワークＷのピックアンドプレー
ス作業を行なう。即ち、工具４はハンドを有しており、
このハンドでワークＷを把握することによって加工機５
のドリルＤによる加工を行なう。

【００１２】工業用ロボット１で用いる各種の工具４は
工具置き台に予め載置しておくことにより、工業用ロボ
ット１は工具保持装置３に装着されている工具４を必要
に応じて交換して装備し、新たな工具４による所要の生
産作業が行なわれる。

【００１３】ところで、この実施例の工具保持装置３
は、図２に示すように装置本体６と被着部材７とで構成
されている。なお、この実施例の工具保持装置３は、前
記のように工業用ロボット１に装着して使用する場合に
おいてティーチングミスやプログラムの暴走等により周
辺構造物等に衝突することがあっても損傷を受けること
が少なくなるように、また耐食性の向上を図るために各
部をステンレス鋼あるいは一般鋼を材料として構成した
ものである。

【００１４】装置本体６は、基板１１と、この基板１１
に固定されたシリンダ部材１２と、このシリンダ部材１
２の下端に装着された保持部材１３と、この保持部材１
３に装着されたロック装置１４とを有する。基板１１
は、前記作動アーム２へこの装置本体６を取り付ける部
材であって、この基板１１には第１の空気供給口１９か
らシリンダ１７の上部に延びる第１の空気通路１５が穿
設されている。

【００１５】シリンダ部材１２は、前記基板１１の下面
に装着されてその内部に後述のピストン１６を昇降可能
としたシリンダ１７を形成するものである。なお、以下
において中心軸Ｏはこのピストン１６の中心線を示す。

【００１６】そして、このシリンダ１７内にはコイルス
プリング１８で下方に弾発付勢されたピストン１６が昇
降可能に配置されており、前記第１の空気通路１５はこ
のピストン１６の上方に連通されている。このピストン
１６の下端部には、後述のロックピン２１を進出駆動す
る別体の円錐カム２２がスプリングピン２３を介して前
記シリンダ１７の半径方向に若干遊動可能な状態に装着
されている。

【００１７】この円錐カム２２はカム面２２ｄを有して
おり、このカム面２２ｄはピストン１６の端部に、先端
に行くに従ってピストン中心線に近づくように傾斜して
おり、この円錐カム２２はピストン１６にロックピン２
１が進退する方向に揺動可能に連結されている。

【００１８】この円錐カム２２は、ピストン１６の下降
行程においては、この円錐カム２２の周縁部の上端面２
２ａとピストン１６の下端面１６ａとが衝接してピスト
ン１６の駆動力が伝達されるものであり、ピストン１６
の上昇行程においては、前記スプリングピン２３を介し
て前記ピストン１６から引き上げ力を受ける。かかるシ
リンダ部材１２の下端部に装着される保持部材１３は、
その中心部に透孔１３ａが形成されて前記円錐カム２２
の下方への出没が可能とされている。

【００１９】また、この保持部材１３の周縁部６ａは被
着部材７の周縁部７ａにゴムパッキン６ｂを介して押圧
接触するとともに、その周縁部７ａに形成された位置決
め孔２４には位置決めピン２５が挿入される。この保持
部材１３の下面は着座面１３ｂとされ、被着部材７に取
付けられた取付プレート３９の上面に形成される装着面
３９ａが押圧接触して保持部材１３に対する被着部材７
の位置決めがなされている。

【００２０】この実施例では、ロックピン２１を後述の
カム面３８に衝合させた際、保持部材１３の着座面１３
ｂが取付プレート３９の装着面３９ａに押圧接触して被
着部材７が保持部材１３に固定されるが、これに代えて
保持部材１３の下面の着座面１３ｂと、取付プレート３
９の上面の装着面３９ａとの間に隙間を設け、ロックピ
ン２１をカム面３８に衝合させた際、保持部材１３の周
縁部６ａが被着部材７の周縁部７ａに押圧接触するよう
にして被着部材７を保持部材１３に固定してもよい。

【００２１】この場合、保持部材１３の周縁部６ａが着
座面となり、一方被着部材７の周縁部７ａが装着面とな
り、この場合保持部材１３の周縁部６ａと被着部材７の
周縁部７ａとの間にゴムパッキンを介在しなくてもよ
い。そして、この実施例においては、前記シリンダ１７
の気密性を高めるため、別体に形成したスリーブ部材２
６が前記透孔１３ａに装着されている。

【００２２】かかる保持部材１３に装着されるロック装
置１４は、ロックピン２１とロックシリンダ２７とによ
りピストン・シリンダ機構として構成されたロックピン
装置２８を前記シリンダ１７の中心軸Ｏまわりを３等分
する放射方向に設置して構成したものである（図４）。
ロックシリンダ２７は保持部材１３に設けた嵌合孔に嵌
合して保持されている。

【００２３】前記ロックピン２１は、ロックシリンダ２
７内で進退可能に内挿されており、このロックピン２１
はコイルスプリング３１により前記中心軸Ｏ側に向けて
格納方向に弾発付勢されている。

【００２４】また、前記シリンダ部材１２の側部に形成
された第２の空気供給口３２からシリンダ１７内で前記
ピストン１６の下方空間に供給された圧縮空気が、スリ
ーブ部材２６の外面の溝部３４等の第２の空気通路３３
を経て、各ロックピン２１の頭部２１ａの背後に供給さ
れるようになっている。

【００２５】そして、このロック装置１４の中心の下部
には、コイルスプリング３５を内蔵したセパレータ３６
が設置されている。このセパレータ３６は保持部材１３
に支持ピン９０を介して取付けられ、コイルスプリング
３５は保持部材１３に形成されたバネ受１３ｅに取付け
られ、セパレータ３６を常に保持部材１３から離れる方
向へ付勢している。

【００２６】このセパレータ３６は、後述のようにして
被着部材７の装着時に取付プレート３９によりコイルス
プリング３５を圧縮変形させ、この後、装着した被着部
材７を装置本体６から離脱させる場合に、そのコイルス
プリング３５の弾発力によって取付プレート３９を押圧
することにより被着部材７を装置本体６から円滑に離間
させるものである。この取付プレート３９は被着部材７
と別体に形成されて固定されているが、一体に形成して
もよく、被着部材７は取付プレート３９も含む概念であ
る。

【００２７】このように構成された装置本体６に装着さ
れる被着部材７は、図４に示すように概ねリング状に形
成された部材であり、その上部内側に全周に渡って突出
するカム部３７が形成されている。また、この被着部材
７には取付プレート３９を取付ける取付プレート取付孔
９５が６箇所に形成され、さらに後述の空気供給ピン７
０の挿入穴７３が６箇所に形成され、また後述の伝送ユ
ニット４３の電極接点９７と電極端子９８が１０箇所に
設けられている。

【００２８】このカム部３７の下面側には前記各ロック
ピン２１と共動するカム面３８が形成され、被着部材７
の周縁部７ａはカム部３７を設置することにより半径方
向（前記ロックピン２１の進退する放射方向）での寸法
が拡大されており、これによってこの被着部材７を装置
本体６に装着した状態で被着部材７の周縁部７ａにおけ
るシール面幅が広く、また被着部材７の接続剛性が高く
工具４のガタが抑制される利点がある。

【００２９】そして、この被着部材７の下面には、工具
４を一体的に支持する取付プレート３９が図示しないボ
ルト等で固定されている。なお、取付プレート３９は、
前記被着部材７と一体に形成することとしてもよいし、
またなくしてもよい。

【００３０】被着部材７は有底状となっているため、前
記被着部材７を装置本体６に装着すると、前記ロック装
置１４およびカム部３７等は保持部材１３とこれらの被
着部材７および取付プレート３９により完全に密閉され
た空間内に格納された状態となる。これにより、塵埃等
の多い空間において、工業用ロボット１を用いる場合で
あっても、前記ロック装置１４やカム面３８に塵埃等が
付着しにくく、ロック装置１４の作動が塵埃等により損
なわれることが少なく、確実に円滑な工具交換を行なう
ことができる。

【００３１】そして、前記のように、カム部３７により
被着部材７の周縁部７ａが幅広となる上、被着部材７と
装置本体６の間に幅広のゴムパッキン６ｂを介装してあ
るので、防塵機能および防水機能はきわめて良好になっ
ている。なお、このゴムパッキン６ｂを省略し、この部
分を空隙としてもよい。

【００３２】このようにして、工具４は、前記被着部材
７を装置本体６に接続することにより工具保持装置３で
保持され、工業用ロボット１の作動アーム２の先端に装
着される。なお、この被着部材７に孔をあけて、この孔
にロックピン２１が挿入されるように構成してもよい。

【００３３】このような工具保持装置３による工具４の
装着は次のように行なわれる。即ち、まず工業用ロボッ
ト１の作動アーム２の先端に固定されている装置本体６
を工具置き台の所要の工具４に対応した位置に移動さ
せ、工具４を取付けた被着部材７に作動アーム２を接近
させ（図３の仮想線参照）、ロック装置１４の外側に被
着部材７を嵌め合わせる。

【００３４】この後、前記基板１１に形成した第１の空
気供給口１９を経てシリンダ１７のピストン１６の上方
空間に圧縮空気を供給する。これによりピストン１６は
下降し、前記円錐カム２２は３本のロックピン２１の間
に割り込んで挿入される。このとき、一部のロックピン
２１のみが円錐カム２２に接触した場合には、前記のよ
うに円錐カム２２がシリンダ１７の半径方向、即ちロッ
クピン２１の進退方向に遊動可能であるので、その反力
により円錐カム２２がスライドして変位し、これによっ
て円錐カム２２はすべてのロックピン２１に均等に接触
した状態となる。

【００３５】そのため、前記３本のロックピン２１は放
射方向外側に押し出され、ロックピン２１の先端部はそ
の外側に位置する被着部材７のカム面３８に衝合する。
このロックピン２１のカム面３８への衝合により、被着
部材７は装置本体６側（図３上方）への押圧力を受け、
被着部材７の装着面３９ａは装置本体６の着座面１３ｂ
に衝合され、図２の状態となる。また、ゴムパッキン６
ｂは僅かに弾性変形して装置本体６と被着部材７との間
のシールを確実に行なう。

【００３６】このように、被着部材７の装置本体６への
固定が前記ロックピン２１やカム面３８とは別個に装着
面３９ａ及び着座面１３ｂにて行なわれるので、これら
の接続駆動構造に付随するクリアランスは、両者の接続
に影響を与えず、両者を密着して接続することができ
る。そのため、装置本体６と被着部材７とを確実にガタ
のない状態に接続し、装着された工具４のガタを確実に
軽減することができる。なお、この実施例において、前
記被着部材７と装置本体６との間を電気的に接続するた
め、図５に示すようにいわゆる伝送カプラ４１が設置さ
れている。

【００３７】即ち、この実施例では、保持部材１３側に
近接スイッチ４２を設置するとともに、被着部材７側に
磁気による共振で回路の開閉を行なう伝送ユニット４３
を設置して、両者を互いに対向するように配置させてあ
る。これにより、保持部材１３と被着部材７との合面の
間が非接触状態で電気的に良好に接続することができ、
工具保持装置３の使用環境の如何にかかわらず確実に電
気信号の伝達が可能で、電気的制御の信頼性が向上す
る。

【００３８】この実施例において、装置本体６の保持部
材１３には空気供給ピン７０が挿通され、Ｏリング７
１，７２で空気供給ピン７０は保持部材１３に対してフ
ローティングするように設けられている。この空気供給
ピン７０は被着部材７の挿入穴７３にパッキン９９を介
して挿入され、さらに抜け止め用リング１００で保持さ
れ、空気供給ピン７０の中から供給される空気で工具４
を駆動する。従って、装置本体６に被着部材７を挿着す
るとき、装置本体６の空気供給ピン７０が被着部材７の
挿入穴７３に挿入されるが、空気供給ピン７０が保持部
材１３にフローティングするように設けられているか
ら、空気供給ピン７０が確実に挿入穴７３に挿入され
る。

【００３９】そして、装置本体６と被着部材７とを離間
するとき、空気供給ピン７０の空気通路７０ａから圧縮
空気を供給すると、この圧縮空気によって被着部材７が
押され、この反力が装置本体６に作用して、これにより
装置本体６と被着部材７とが容易に離間される。なお、
この実施例では空気供給ピン７０が専用になっている
が、位置決めピン２５と兼用させて設けてもよい。この
場合には位置決めピン２５に空気通路を形成すればよ
い。この位置決めピン２５を位置決め孔２４に挿通し、
この場合位置決め孔２４は止め栓で閉塞する。

【００４０】次に、装着した工具４を外す場合は、次の
ように作動する。

【００４１】即ち、装着していた工具４による所要の作
業が終了すると、工業用ロボット１の作動アーム２を工
具置き台の所定位置に移動させて、図２の状態の工具保
持装置３の第１の空気供給口１９への圧縮空気の供給を
停止するとともに第２の空気供給口３２への圧縮空気の
供給を行なう。

【００４２】これに伴い、シリンダ１７のピストン１６
の下方空間に圧縮空気が供給され、ピストン１６は上昇
動作を開始するとともに、前記溝部３４等の第２の空気
通路３３を経て各ロックピン２１の背後にも圧縮空気が
供給されるので、各ロックピン２１は中心軸Ｏ側に後退
し、ロックピン２１の先端は前記カム面３８から離間
し、これによって被着部材７は装置本体６への拘束が解
除される。

【００４３】そして、これと同時に前記セパレータ３６
は圧縮状態のコイルスプリング３５が伸張することによ
って装着面３９ａと着座面１３ｂとの間が離間され、両
者を円滑に分離することができる。

【００４４】これによって、工業用ロボット１の作動ア
ーム２の先端から工具４を工具置き台の所定位置に格納
することができる。そして、これに続いて他の工具４に
よる作業を行なう場合には、その工具４の位置に作動ア
ーム２を移動させた後、前記と同様にして所要の工具４
を装着することとすればよい。

【００４５】このように、この実施例の工具保持装置３
によれば、圧縮空気を供給することにより円錐カム２２
を進退させ、ロックピン２１を操作することにより、被
着部材７のカム面３８を介して工具４を迅速に着脱させ
ることができ、工業用ロボット１の工具交換に伴う段取
り時間の短縮をすることができ、生産ラインでの生産効
率を向上することができる。

【００４６】そのうえ、単一の円錐カム２２の動作によ
り複数のロックピン２１が動作し、これによって被着部
材７を装置本体６の着座面に押圧して両者を接続するの
で、工具４を装置本体６にガタの無い状態で確実に装着
することができる。

【００４７】このように、装置本体６を工具４側に取付
けるにあたっては、装置本体６を垂直多関節ロボットで
つかみ、位置決めピン２５を被着部材７の位置決め孔２
４に挿入するが、使用状態における装置本体６に対する
工具４の回転を防ぐため、位置決めピン２５の外径と、
位置決め孔２４の内径は略同径となっているため、被着
部材７の装置本体６への取付けが困難となっている。特
に、作業場所の温度が変わると、垂直多関節ロボットの
チャック部は、垂直方向及び工業用ロボット１の作動ア
ーム２の長手方向に位置ずれし易くなり、取付け作業は
一層困難になる。

【００４８】しかし、この実施例では、以下の構成によ
り、作業場所の温度が変化したとしても、被着部材７の
装置本体６への取付け作業を容易に行なえるようにして
いる。即ち、ピストンピン２１を保持するロック装置１
４が中心軸Ｏに直交する平面において断面円形をしてお
り、被着部材７の内周直径ｄよりも若干短い直径Ｄを有
している。すなわち、被着部材７の内周と、ロック装置
１４の外周との間には若干の隙間が形成されている。ま
た、このロック装置１４の保持部先端にはテーパ面１４
ａが形成され、また被着部材７の内周面上端にもテーパ
面７ｃが形成されているが、この被着部材７のテーパ面
７ｃは必ずしも必要ない。

【００４９】さらに、装置本体７の位置決めピン２５の
先端にテーパ面２５ａが形成されており、ロック装置１
４のテーパ面１４ａが被着部材７の内周部に入り、ロッ
ク装置１４の外周面と、被着部材７の内周面とが互いに
対向するような位置になるまでは、位置決めピン２５の
外周面と位置決め孔２４の内周面とが当接しないように
なっている。すなわち、装置本体７のロック装置１４の
外周面と、被着部材７の内周面とが対向するような位置
になり、被着部材７に対する装置本体６のラフな位置決
めが行なわれた後に、位置決めピン２５による厳格な位
置決めが行なわれるようになっている。

【００５０】従って、従来、ロック装置１４の断面が異
形となっているため、被着部材７に対する装置本体６の
位置が少しでも円周方向にずれるとはまりにくくなって
いたが、この実施例ではロック装置１４が断面円形をし
ているため、被着部材７に対する装置本体６の位置が特
に円周方向にずれても、ロック装置１４が被着部材７の
内周に容易にはまる。しかも、ロック装置１４の先端に
テーパ面１４ａが形成されているため、一層被着部材７
に対して装置本体６のロック装置１４がはまり易くな
る。

【００５１】ここで、ロック装置１４が被着部材７内周
に入り易くするためには、ロック装置１４の外径を被着
部材７の内径よりも短くし、両者の間に大きな隙間がで
きるようにすることも考えられるが、このようにする
と、位置決めピン２５で位置決めする際、何も位置決め
がなされていない状態からいきなり厳密な位置決めが必
要になるため、位置決めピン２５の位置決め孔２４への
挿入すなわち、被着部材７の装置本体内６への取付けが
困難になる。

【００５２】これに対し、この実施例では、ロック装置
１４の先端のテーパ面１４ａを形成しているため、被着
部材７内周に対するロック装置１４の挿入作業を困難に
することなく両者の隙間を小さくでき、これによりロッ
ク装置１４を被着部材７内周に挿入すれば、装置本体６
に対する被着部材７のラフな位置決めが自動的に行なわ
れ、位置決めピン２５の位置決め孔２４への挿入作業を
容易にできる。

【００５３】また、ロック装置１４のテーパ面１４ａが
被着部材７の内周部に入り、ロック装置１４の外周面
と、被着部材７の内周面とが互いに対向するような位置
になるまでは、位置決めピン２５の外周面と位置決め孔
２４の内周面とが当接しないようになっており、位置決
めピン２５の位置決め孔２４への挿入作業を容易にでき
る。さらに、位置決めピン２５の先端はテーパ面２５ａ
になっているので、位置決めピン２５の位置決め孔２４
への挿入作業を容易に行なえる。

【００５４】以上のように、装置本体６を被着部材７に
取付けるにあたって、装置本体６をつかんだ工業用ロボ
ット１の位置制御が厳密に行なわれなくても、取付作業
が容易に行なえる。さらに、装置本体６を被着部材７に
取付ける際、工具４は工具置き台の上に、水平方向に移
動可能に置かれているので、被着部材７の位置決め孔２
４に対する位置決めピン２５の位置がずれていた場合
は、テーパ部２５ａが位置決め孔２４に挿入された際、
工具４が台の上で正しい位置に動くことによって位置決
めがなされる。

【００５５】以上説明した実施例において、カム部３７
を全周に渡り連続する環状に形成したものを説明した
が、これに限らず、前記ロック装置１４の周方向に適宜
間隔で散点状に間欠的に形成してもよい。

【００５６】また、この実施例のロックピン２１の復帰
格納を圧縮空気の圧力のみにより行い、前記コイルスプ
リング３１を省略することとしてもよく、これらのロッ
クピン２１の本数は３本に限らず中心軸Ｏまわりに複数
本設置するものであれば同様に実施することができる。

【００５７】図７乃至図１０は図１は、工業用ロボット
の工具保持装置の他の実施例を示し、図７は工具保持装
置の右側が使用状態での、左側がロック状態での断面
図、図８は伝送カプラ及びエア供給部の装着部分の断面
図、図９は図７のIX−IX線に沿う断面図、図１０は円錐
カムの断面図である。

【００５８】この実施例では、図１乃至図７と同じ符号
を付した部材は同様に構成されているため、説明を省略
する。この取付プレート３９と被着部材７は、６箇所ボ
ルト３００によって固定され、この取付プレート３９の
上面に、全周にわたって突起３９ｆを設け、この突起３
９ｆの内周面は、わずかな隙間Ｗ１を介してロック装置
１４の外周面に対向している。保持部材１３を装置本体
６によりクランプして作業している時、工具保持装置が
何かに当たって保持部材１３が装置本体６に対してずれ
よう（傾こう）としても、取付プレート３９の突起３９
ｆの内周面がロック装置１４の外周面に当接することに
より、保持部材１３の装置本体６に対するずれを防ぐこ
とができる。

【００５９】この取付プレート３９に被着部材７が連結
ピン２００で連結され、この被着部材７の穴部２０１に
ピンスリーブ２０２が挿着され、このピンスリーブ２０
２の底部はビス２０３で被着部材７に対して締め付け固
定されており、ピンスリーブ２０２が摩耗すると、ビス
２０３によって交換可能になっている。このように、位
置決めピン２５が挿入される位置決め孔２４を交換可能
にしている。ピンスリーブ２０２に位置決めピン２５が
挿入されて、保持部材１３に対する被着部材７の位置決
めがなされる。

【００６０】装置本体６と被着部材７との間を接続する
ための伝送カプラ４１は、前記実施例では１０ケ所に設
けられているが、この実施例では８ケ所に軽減されてい
る。また、装置本体６と被着部材７との間を接続するた
めのカプラとして、非接触型のカプラである伝送カプラ
４１を用いることにより、装置本体６と被着部材７との
合面部のシール構造を厳密に行うことなくあらゆる環境
下で、この発明に係わる工具保持装置３を用いることが
できる。

【００６１】従来のカプラは、例えば装置本体６と被着
部材７の一方に、他方に向かって突出してその長手方向
に伸縮する凸端子を設ける一方、他方にその凸端子が挿
入される凹端子を設けている。このため、工具保持装置
が水をかぶりそれが端子のスライド面に入ると短絡して
異常作動が生じやすかった。このため水がかかるような
環境下で用いるためには、装置本体６と被着部材７との
合面部のシール構造を厳密に行なう必要があった。

【００６２】この実施例では、前記したように、一対の
端子、即ち保持部材１３側の近接スイッチ４２と、被着
部材７側の伝送ユニット４３の間隔が一定以下になった
時に通電するいわゆる伝送カプラ４１を用いている。こ
のため、伝送カプラ４１が水をかぶっても作動不良を生
じることがなく、次の効果が生じる。すなわち、伝送カ
プラが水をかぶってもよいために、装置本体６と被着部
材７との合面部のシール構造をそれほど厳密に行なう必
要がない。従って、装置本体６と被着部材７との合面部
のシール構造を厳密にすることなくあらゆる環境下で用
いることができる。

【００６３】この実施例において、装置本体６の保持部
材１３には空気供給ピン７０が挿通され、この空気供給
ピン７０の先端部は被着部材７の挿入穴７００に挿着さ
れたエアスリーブ７０１パッキン７０２を介して挿入さ
れている。この空気供給ピン７０には空気通路７０ａが
貫通して形成されている。また、エアスリーブ７０１は
ビス７０３で被着部材７に固定され、このエアスリーブ
７０１に形成された通路７０４は被着部材７の開口部７
０５に連通している。この通路７０４に空気供給ピン７
０から空気が供給され、この空気供給ピン７０の中から
供給される空気で工具４を駆動する。

【００６４】この実施例のロックピン２１は、軸部にく
びれを廃止して、ロックピン２１の強度を向上してい
る。このロックピン２１の円錐カム２２のカム面２２ｄ
のはさみ角を４０゜と９０゜の２段としている。ロック
ピン２１の被着部材７のカム面３８に対する押付力は、
円錐カム２２のカム面２２ｄのはさみ角が小さいほど大
きくなる。このため、クランプ時、即ち被着部材７を装
置本体６によりクランプしている時に、ロックピン２１
の頭部２１ａに当接するカム面ｂｃは４０゜とそのはさ
み角を小さくしてある。

【００６５】一方、円錐カム２２の所定ストロークに対
するロックピン２１の軸方向の移動量は、円錐カム２２
のカム面２２ｄのはさみ角が大きいほど多くなる。ロッ
クピン２１をクランプ状態からアンクランプ状態に（あ
るいはその逆に）するために、ロックピン２１を所定量
移動させる際、これに必要な円錐カム２２のストローク
が短いほど装置がコンパクトになって好ましく、このた
め、アンクランプ時にロックピン２１の頭部２１ａに当
接するカム面ａｂは９０゜とそのはさみ角を大きくして
ある。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明は、ロックピンを進出させ被着部材のカム面に衝合さ
せることにより、その分力で被着部材の装着面を装置本
体の着座面に押圧状態に固定する。

【００６７】従って、被着部材の装置本体への固定がロ
ックピンやカム面とは別個に行なわれるので、これらの
接続駆動構造に付随するクリアランスの影響を回避して
被着部材を装置本体に固定することができ、装着された
工具のガタを確実に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】工業用ロボットでの使用状態説明図である。

【図２】工具保持装置のロック状態での断面図である。

【図３】工具保持装置のロック解除状態での断面図であ
る。

【図４】図２のIV−IV線に添う断面図である。

【図５】伝送カプラ及びエア供給部の装着部分の断面図
である。

【図６】工具保持装置の位置決め状態での断面図であ
る。

【図７】工具保持装置の右側が使用状態での、左側がロ
ック状態での断面図である。

【図８】伝送カプラ及びエア供給部の装着部分の断面図
である。

【図９】図７のIX−IX線に沿う断面図である。

【図１０】円錐カムの断面図である。

【符号の説明】

１ 工業用ロボット ２ 作動アーム ３ 工具保持装置 ４ 工具 ６ 装置本体 ６ａ 周縁部 ７ 被着部材 ７ａ 周縁部 １４ ロック装置 １６ ピストン １７ シリンダ ２１ ロックピン ２２ 円錐カム ３７ カム部 ３８ カム面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動アームの先端に設けた装置本体に、
   工具を備えた被着部材を着脱自在に装着する工具保持装
   置において、前記装置本体には、放射方向に進退可能と
   した複数のロックピンを配置したロック装置と、前記被
   着部材に対向する着座面を設け、前記被着部材を前記ロ
   ック装置の外側を囲むリング状に形成して、この上面を
   前記着座面に衝合される装着面とするとともに、この被
   着部材の内周面側であって少なくとも前記ロックピンの
   放射方向外側となる位置には内向きに張り出すカム部を
   設けて、このカム部にはロックピンの放射方向外側に行
   くに従ってロックピンの軸心に近づくように傾斜したカ
   ム面を形成し、このカム面に前記ロックピンの外端部を
   衝合させることにより前記装着面を前記着座面に押圧接
   触させることを特徴とする工具保持装置。