JPH0592383A - ツ−ルチエンジヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】構造を簡略化でき、軽量化が可能であるととも
に、メンテナンスの容易なツ−ルチェンジャを提供する
ことにある。 【構成】膨張・収縮が自在な袋状の変形拡大部２８を有
するホルダ部２５を突出させた第１のハンド交換部２２
と、ホルダ部２５が入込むホルダ受け孔３２を有する第
２のハンド交換部２３とを有し、ホルダ部２５をホルダ
受け孔３２に差込み、変形拡大部２８を膨らませながら
ホルダ受け孔３２の形状に沿って変形させ、変形拡大部
２８を第２のハンド交換部２３に係合させて第２のハン
ド交換部を２３第１のハンド交換部２２に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ロボット等に
組込まれてワ−クの種類に応じたツ−ルの交換に利用さ
れるツ−ルチェンジャに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、産業用のロボット等において
は、形状の異なるワ−クに合せてツ−ルが選択され、選
択されたツ−ルがツ−ルチェンジャを介してロボットに
取付けられる。そして、ツ−ルチェンジャとして、図４
に示すようなタイプのものが知られている。

【０００３】すなわち、図４に示すツ−ルチェンジャ１
は、本体２とカップリング３とにより構成されており、
カップリング３が本体２に例えば同軸的に連結される。
本体２には開閉自在なレバ−４を備えたロック機構５が
設けられており、カップリング３にはフック６が突設さ
れている。そして、本体２とカップリング３とが組合わ
され、フック６が本体２のホルダ受け孔７に入込むとと
もに、ロック機構５が駆動されてレバ−４が閉じ、フッ
ク６がレバ−４によって挟持される。

【０００４】また、本体２には連結面８から突出したパ
イロットピン９、９が設けられており、このパイロット
ピン９、９はカップリング３の連結面１０に開口した位
置決め孔１１、１１に差込まれる。そして、パイロット
ピン９、９はカップリング３を案内し、カップリング３
を本体２に対して位置決めする。さらに、ツ−ルチェン
ジャ１には空気インタフェ−ス１２と電気インタフェ−
ス１３とが設けられている。

【０００５】これらのうち空気インタフェ−ス１２には
本体２の連結面８から突出した押し棒１４が備えられて
おり、この押し棒１４は本体２に内蔵された押し棒保持
機構部１５によって弾性的に保持されている。さらに、
押し棒１４は本体２に幾分没入しながら、カップリング
３の連結面１０に開口したエア通路形成用凹部１６に入
込む。そして、押し棒１４内に形成された本体側エア通
路１７とカップリング３内に形成されたカップリング側
エア通路１８とが連通する。

【０００６】電気インタフェ−ス１３にはコンタクトプ
ロ−ブ１９が備えられている。コンタクトプロ−ブ１９
は本体２に弾性的に保持されており、本体２内に幾分没
入しながら、カップリング３の連結面１０に露出したタ
−ミナル２０に圧接する。さらに、コンタクトプロ−ブ
１９は本体２に設けられたコネクタ部と接続されてお
り、電気インタフェ−ス１３を介して本体２からカップ
リング３への電力の供給が行われる。そして、カップリ
ング３の先にワ−クの種類に応じたハンド等のツ−ルが
取付けられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なツ−ルチェンジャ１においては、構造が複雑であり、
多くの金属部品が用いられているため重かった。また、
ロック機構５が摩耗した場合にレバ−４やフック６の部
分的交換を行うことが容易ではなく、メンテナンスしず
らかった。本発明の目的とするところは、構造を簡略化
でき、軽量化が可能であるとともに、メンテナンスの容
易なツ−ルチェンジャを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、膨張・収縮が自在な袋状の変形
拡大部を有するホルダ部を突出させた第１のハンド交換
部と、ホルダ部が入込むホルダ受け孔を有する第２のハ
ンド交換部とを有し、ホルダ部をホルダ受け孔に差込
み、変形拡大部を膨らませながらホルダ受け孔の形状に
沿って変形させ、変形拡大部を第２のハンド交換部に係
合させて第２のハンド交換部を第１のハンド交換部に連
結することにある。こうすることによって本発明は、構
造を簡略化でき、軽量化を可能にするとともに、容易に
メンテナンスできるようにしたことにある。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基づ
いて説明する。なお、従来の技術の項で説明した部分と
同様の部分については説明を省略する。

【００１０】図１は本発明の一実施例を示しており、図
中の符号２１はツ−ルチェンジャである。このツ−ルチ
ェンジャ２１は、例えば産業用のロボットに用いられワ
−クの種類に応じて選択されるハンドを保持するもので
あり、第１のハンド交換部２２と第２のハンド交換部２
３とにより構成されている。そして、第１のハンド交換
部２２はロボットに取付けられ、第２のハンド交換部２
３は第１のハンド交換部２２に連結される。

【００１１】第１のハンド交換部２２の本体２４には例
えば四つのホルダ部２５…が設けられている。ホルダ部
２５…は、本体２５の軸方向一端側に位置する連結面２
６上に垂設されており、連結面２６の周方向に沿った同
心円上に略等間隔で配設されている。さらに、各ホルダ
部２５は円形な空気配管２７と、ゴム等を袋状に成形し
てなり空気配管２７の先端部に取付けられた拡大変形部
２８とにより構成されている。

【００１２】拡大変形部２８は一部を開口しており、開
口部の内側面を全周に亘って空気配管２７の外周面に圧
接させている。そして、拡大変形部２８は空気配管２７
に固定されており、空気配管２７と拡大変形部２８との
間は気密的にシ−ルされている。そして、拡大変形部２
８は、その内部空間を空気配管２７の内部空間と連通さ
せている。

【００１３】また、第１のハンド交換部２２には空気供
給源２９が接続されており、空気供給源２９と第１のハ
ンド交換部２２との間で空気の送受が行われる。空気供
給源２９から送られた空気は第１のハンド交換部２２の
本体２４内に形成された空気通路（図示しない）を通っ
て空気配管２７…に達し、空気配管２７から吹出して拡
大変形部２８…内に溜る。

【００１４】拡大変形部２８…は、空気の供給前には図
２（ａ）に示すように収縮しており、空気配管２７の太
さと略等しい大きさに縮んでいる。そして、空気が供給
されるにつれて拡大変形部２８…内の圧力が高められ、
拡大変形部２８…は、図２（ｂ）に示すように膨んで例
えば空気配管２７の径方向及び基端方向へ拡大する。

【００１５】また、必要に応じて例えば第１のハンド交
換部２２から空気の排出が行われる。そして、拡大変形
部２８…から空気が戻され、拡大変形部２８…内の圧力
が減少して拡大変形部２８…が縮む。

【００１６】前記第２のハンド交換部２３は、図１に示
すように、本体３０とチャック３１とにより構成されて
いる。本体３０にはホルダ受け孔３２…が設けられてお
り、このホルダ受け孔３２…は本体３０の軸方向一端側
に位置する連結面３３に開口している。さらに、ホルダ
受け孔３２…は連結面３３の周方向に沿った同心円上に
略等間隔で配置されており、第１のハンド交換部２２の
ホルダ部２５…と対応する位置関係を有している。さら
に、ホルダ受け孔３２…の開口部の形状は円形に設定さ
れている。

【００１７】また、ホルダ受け孔３２の内部形状は、図
３（ａ）及び（ｂ）に示すように段付きに設定されてお
り、ホルダ受け孔３２の開口面積は連結面３３に近い部
位よりも遠い部位で大きい。そして、ホルダ受け孔３２
の内周面には深さ方向に拡がるよう傾斜したテ−パ部３
４が形成されており、このテ−パ部３４はストレ−ト孔
３２ａの奥に位置している。

【００１８】また、両ハンド部２２、２３の連結面２
６、３３には、位置決め用、電源供給用、空気流通用、
及び、センサ信号通信用等のピン３５…とこれらピン３
５…と対応する位置関係にある係合孔３６…とが設けら
れている。そして、両ハンド２２、２３が連結した際に
は、互いに対応するピン３５…と係合孔３６…とが係合
し、両ハンド２２、２３間で、位置決め、電源供給、空
気流通、及び、センサ信号の送受が行われる。

【００１９】ここで、ピン３５…と係合孔３６…とは高
精度に位置決めされており、さらに、ピン３５…の剛性
は、例えば、第１のハンド交換部２２の本体２４、或い
は、第２のハンド交換部２３の本体３０と干渉しても変
形や折損等を生じない程度に設定されている。

【００２０】なお、図３中においては、ピン３５…が第
２のハンド交換部２２に設けられ、係合孔３６…が第２
のハンド交換部２３に設けられているが、ピン３５…及
び係合孔３６…を必要に応じて両ハンド交換部２２、２
３のそれぞれに設けることが可能である。つぎに、上述
のツ−ルチェンジャ２１の作用を説明する。

【００２１】まず、図３（ａ）に示すように第１のハン
ド交換部２２と第２のハンド交換部２３とが互いの連結
面２６、３３を向い合わせ、ホルダ部２５…とホルダ受
け孔３２…とが略同心上に位置合せされる。そして、両
ハンド交換部２２、２３が、互いの連結面２６、３３間
の隙間が極めて小さくなるまで近付けられ、両ハンド部
２２、２３に形成されたピン３５…と係合孔３６…とが
係合する。

【００２２】さらに、ホルダ部２５…がホルダ受け孔３
２…に差込まれる。この際、ホルダ部２５…の拡大変形
部２８…は、ホルダ受け孔３２…の開口面積よりも小さ
く縮められており、収縮したままホルダ受け孔３２…に
入込む。そして、拡大変形部２８…は、各ホルダ受け孔
３２のテ−パ部３４の下側に達する。

【００２３】空気供給源２９から第１のハンド交換部２
２へ空気が送られ、拡大変形部２８が空気配管２７の径
方向及び基端方向へ膨らむ。拡大変形部２８…は、図３
（ｂ）に示すように、その内部空間の圧力上昇に伴って
ホルダ受け孔３２…の内壁面に圧接し、拡大しながらホ
ルダ受け孔３２…の内壁面の形状に沿って変形する。

【００２４】拡大変形部２８…は、ホルダ受け孔３２…
内で引掛かりながらテ−パ部３４を下方から上方へ引付
け、第１のハンド交換部２２を第２のハンド交換部に２
３に係止させて両ハンド交換部２２、２３を連結する。
第２のハンド交換部２３は、膨張した拡大変形部２８…
によって第１のハンド交換部２２に押付けられながら、
第１のハンド交換部２２に保持される。そして、第２の
ハンド交換部２３はホルダ部２５によって第１のハンド
交換部２２にロックされる。ここで、ハンド等のツ−ル
の使用時においても、第２のハンド交換部２３は拡大変
形部２８…を介して第１のハンド交換部２２に保持され
ている。

【００２５】また、ホルダ受け孔３２…の形状は、拡大
変形部２８…が膨張した第２のハンド交換部２３を第１
のハンド交換部２２に引付ける力が発生するよう設定さ
れていればよい。

【００２６】第２のハンド交換部２３を第１のハンド交
換部から離脱させる際には、ツ−ルチェンジャ２１が安
定したスタンド或いはトレイ等の上に移動させられ、第
２のハンド交換部２３が落下したとしても破損しない状
況が確保される。この後、拡大変形部２８…内の空気が
排出され、拡大変形部がホルダ受け孔３２…の開口面積
よりも小さく収縮する。そして、第１のハンド交換部２
２が上昇し、両ハンド２２、２３が分離する。

【００２７】すなわち、上述のようなツ−ルチェンジャ
２１においては、第１のハンド交換部２２の拡大変形部
２８…が、第２のハンド交換部２３のホルダ受け孔３２
…内で拡大しながら変形し、第２のハンド交換部２３を
第１のハンド交換部２２に押付けながら保持してロック
する。したがって、構造を複雑化することなく第１のハ
ンド交換部２２と第２のハンド交換部２３とを連結する
ことができる。また、拡大変形部２８…を膨張・収縮さ
せるだけで第２のハンド交換部２３の保持・解放を行う
ことができるので、ハンド等のツ−ルの交換が容易であ
る。

【００２８】また、ホルダ部２５…は空気配管２７…と
変形拡大部２８…とにより構成されているため、ホルダ
部２５…の交換やメンテナンスが簡単である。つまり、
両ハンド交換部２２、２３の連結時には、ゴム等からな
る柔軟な変形拡大部２８がテ−パ部３４に接触するの
で、摩耗の心配がない。また、ホルダ部２５は簡単に交
換できるので、メンテナンス性が良い。また、両ハンド
交換部２２、２３はホルダ部２５、２５とピン３５…等
とによって位置決めされるので、高い位置決め精度を得
る事ができる。なお、変形拡大部２８、２８に供給され
る媒質は空気のみに限らず、他の気体もしくは液体であ
ってもよい。

【００２９】また、ピン３５…及び係合孔３６…の種類
は、位置決め用、電源供給用、空気流通用、及び、セン
サ信号通信用に限られず、また、ピン３５…及び係合孔
３６…の配置を種々に変更することが可能である。ま
た、本発明はハンド以外の種々のツ−ルの交換に適用す
ることが可能である。そして、本発明は、要旨を逸脱し
ない範囲で種々に変形することが可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、膨張・収
縮が自在な袋状の変形拡大部を有するホルダ部を突出さ
せた第１のハンド交換部と、ホルダ部が入込むホルダ受
け孔を有する第２のハンド交換部とからなり、ホルダ部
をホルダ受け孔に差込み、変形拡大部を膨らませながら
ホルダ受け孔の形状に沿って変形させ、変形拡大部を第
２のハンド交換部に係合させて第２のハンド交換部を第
１のハンド交換部に連結するものである。したがって本
発明は、構造を簡略化でき、軽量化を可能にするととも
に、容易にメンテナンスできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を概略的に示す斜視図。

【図２】（ａ）は拡大変形部の収縮した状態を示す説明
図、（ｂ）は同じく拡大変形部の膨張した状態を示す説
明図。

【図３】（ａ）は両ハンド交換部の連結前の状態を示す
説明図、（ｂ）は同じく両ハンド交換部の連結後の状態
を示す説明図。

【図４】従来例を示す側断面図。

【符号の説明】

２１…ツ−ルチェンジャ、２２…第１のハンド交換部、
２３…第２のハンド交換部、２５…ホルダ部、２８…拡
大変形部、３２…ホルダ受け孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 膨張・収縮が自在な袋状の変形拡大部を
   有するホルダ部を突出させた第１のハンド交換部と、上
   記ホルダ部が入込むホルダ受け孔を有する第２のハンド
   交換部とを有し、上記ホルダ部を上記ホルダ受け孔に差
   込み、上記変形拡大部を膨らませながら上記ホルダ受け
   孔の形状に沿って変形させ、上記変形拡大部を上記第２
   のハンド交換部に係合させて上記第２のハンド交換部を
   上記第１のハンド交換部に連結するツ−ルチェンジャ。