(57)【要約】      （修正有）【課題】実施および使用が容易で、オペレータに対して安全な、エアーツールをマニピュレータに接続するための装置を提供する。【解決手段】交換可能なエアーツールをマニピュレータに接続するための装置を記載する。装置は、ツール噛み合わせ用ピンを収容する複数の座部が設けられたマニピュレータを固定可能な本体、当該本体内を伸びてツールに作動流体を供給するためのダクト、前記装置に／から前記ツールを拘束および解放それぞれのために作動可能な噛み合い機構及びダクトを閉鎖するための手段を備える。安全目的のため、前記装置は、ツールをロック解除するための前記噛み合い機構の作動が各閉鎖手段による前記ダクトの完全な閉鎖に到達することによって実現される。このようなツールの迅速な減圧は前記装置からの分離の発生を防止し、この分離の状況はツール交換オペレータにとって慣習的に危険であった。【選択図】図１
2014076534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーツールをマニピュレータに接続するための装置（１）であって、
ａ）ツールの対応する連結部分を収容するための少なくとも１つ以上の座部（３１）を備え、マニピュレータに固定可能な本体（Ｃ）、
ｂ）前記ツールに／から、作動流体を供給または吸引するための少なくとも１つのダクト（４）であって、少なくとも部分的に前記装置の前記本体（Ｃ）を横切る当該ダクト（４）、
ｃ）前記ツールの前記連結部分に噛み合わせるための機構（７）であって、前記ツールの前記連結部分を、前記装置の前記本体の前記対応の収容座部（３１）内にロックし、及び、当該収容座部（３１）から、ロック解除するよう作動させることができる噛み合い機構、および、
ｄ）前記装置の前記本体（Ｃ）内／当該本体（Ｃ）上に設けられた前記供給／吸引用ダクト（４）を閉鎖するための手段（８〜１０）、
を備え、
前記噛み合い機構（７）による前記ツールのロック解除は、前記閉鎖手段（８〜１０）によって前記供給／吸引用ダクト（４）を閉鎖することのみで達成することができる、
エアーツールをマニピュレータに接続するための装置（１）。
【請求項２】
前記噛み合い機構（７）は、前記ツールの連結部分が、前記装置の本体（Ｃ）内で、前記対応する収容座部（３１）と噛み合い及び解除自在となり、前記ツールの交換が可能となる第１ロック解除位置と、前記噛み合い機構（７）が、前記装置の前記本体（Ｃ）内で、前記対応する収容座部（３１）内にロックされ、前記ツールの前記連結部分を保持して、前記ツールがそれぞれの前記マニピュレータから分離するのを防止する第２ロック位置との間を回転可能であって、前記ロック解除位置において、前記閉鎖手段（８〜１０）は、前記ダクト（４）を閉鎖して、前記作動流体が前記ツールに／から供給／吸引されることを防止する請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記閉鎖手段（８〜１０）は、手動または自動で、前記ツールが前記装置（１）から分離される前に前記作動流体の前記供給／吸引を停止するために操作可能で、取り外しのために、作動流体の急激な減圧または圧縮が前記ツール内で生じることを防止する請求項１または２に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記噛み合い機構（７）は、前記閉鎖手段（８〜１０）を作動するためのエレメント（１１）を備え、前記エレメントは、前記噛み合い手段（７）自体を作動させるときに先立って、自動的に、当該閉鎖手段（８〜１０）を作動させるように設計されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記閉鎖手段（８）は、各供給／吸引用ダクトに対して、当該各供給／吸引用ダクトにおける、完全に開放された位置と完全に閉鎖された位置との間を移動可能なゲートバルブを備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記閉鎖手段は、当該閉鎖手段を作動させるための少なくとも１つのレバー（８２）を備え、前記噛み合い機構は、前記レバー（８２）を押圧するための少なくとも１つのエレメント（７２）を備える請求項５に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記本体（Ｃ）は、マニピュレータを固定することを意図した第１プレート（２）と、前記ツールを支持することを意図した第２プレート（３）を備え、前記第１プレート（２）および前記第２プレート（３）は互いに固定され、前記作動流体を供給／吸引するための各ダクト（４）は、前記第１プレートの一部と前記第２プレートの一部を通って伸び、また、それぞれの前記閉鎖手段が、前記第１プレート（２）と前記第２プレート（３）との間に介在する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記第１プレート（２）と前記第２プレート（３）とは、長手軸線Ｘ−Ｘに関して実質的に環状かつ同軸上にあり、前記作動流体を供給／吸引するためのダクト（４）は、少なくとも部分的に前記長手軸線Ｘ−Ｘに平行に延び、また、前記軸線Ｘ−Ｘ周りに環状に配置され、前記閉鎖手段（８〜１０）は、前記第１プレート（２）と前記第２プレート（３）との間に介在して、前記作動流体を供給／吸引するための少なくとも１つの前記ダクト（４）にそれぞれが対応する複数の貫通穴（８１）が設けられた、少なくとも１つの第３プレート（８）を備え、前記第３プレート（８）は、それぞれの前記穴（８１）が前記作動流体を供給／吸引するための前記対応するダクト（４）に整列することによって開放されたままの第１開放位置と、前記穴（８１）が前記作動流体を供給／吸引するための前記対応するダクト（４）に整列しないことにより、前記第３プレート（８）がゲートバルブとして動作して、当該第３プレート（８）によって閉鎖されたままの第２閉鎖位置との間で前記長手軸線Ｘ−Ｘ上を回転可能である請求項７に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記閉鎖手段はさらに、前記作動流体を供給／吸引するための前記ダクト（４）における前記第１プレート（２）と前記第３プレート（８）との間、および、前記第２プレート（３）と前記第３プレート（８）との間に介在するシーリングガスケット（９，１０）を備える請求項８に記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記第３プレート（８）は、当該第３プレート（８）の前記作動のためのハンドル（８２）を備え、当該ハンドルは、前記回転を前記閉鎖位置と前記開放位置との間だけに制限する止め部（８３，８４）としてなる請求項８または９に記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記噛み合い機構は、前記第２プレート（３）に同軸上に重なるリングナット（７）を備え、前記リングナット（７）は、前記収容座部（３１）のそれぞれに対して、貫通穴（７１）が設けられ、各貫通穴（７１）は、実質的に円形の穴（７１´）に当該円形の穴（７１´）の直径よりも小さい幅の小穴（７１´´）を接続してなり、前記リングナット（７）の各円形の穴（７１´）は、前記ツールの対応する連結ピンに挿入することができ、前記リングナット（７）は、それぞれの前記穴（７１´）が前記収容座部（３１´）に整列して前記ツールの前記噛み合いピンを挿入および解放して、前記ツールを前記装置に／前記装置から噛み合わせおよび解放させることができるロック解除位置と、それぞれの小穴（７１´´）が前記収容座部（３１）に整列し、前記ツールの前記連結ピンの狭窄部分に噛み合って、それぞれの前記収容座部（３１）に前記連結ピンをロックして、前記ツールが前記装置（１）から解放されることを防止するロック位置との間を回転することができる、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記リングナット（７）は、手動により作動して前記第３プレート（８）を作動させるために押圧するレバー（７２）を備え、前記第３プレート（８）は、前記ツールをロック解除するために前記リングナット（７）を回転させるとき、前記リングナット（７）それ自体に先立って、前記第３プレート（８）の前記作動を生起させるために、前記リングナット（７）の前記レバー（７２）に当接することを意図する安全ピン（１１）を備える請求項１１に記載の装置（１）。
【請求項１３】
エアーツールをマニピュレータに操作可能に接続するための方法であって、
当該方法は、
−接続装置を設けた前記マニピュレータであって、
前記接続装置が、
ａ）前記マニピュレータに固定可能な本体（Ｃ）、
ｂ）前記ツールに／から作動流体を供給または吸引するための少なくとも１つのダクト（４）であって、少なくとも部分的に前記装置の前記本体（Ｃ）を横切る当該ダクト（４）、
ｃ）前記ツールが前記装置から分離可能なロック解除位置と、前記ツールが前記装置にロック可能なロック位置との間を移動可能な噛み合い機構（７）、および、
ｄ）前記供給／吸引用ダクト（４）を閉鎖するための手段（８〜１０）、
を備えるマニピュレータを提供するステップと、
−前記閉鎖手段（８〜１０）が前記供給／吸引用ダクト（４）を閉鎖したのちだけ、それぞれの前記ロック解除位置に前記噛み合い機構（７）を移動させることができるように、前記装置を配置するステップとを含む、
エアーツールをマニピュレータに操作可能に接続するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアーツールを、対応するロボットマニピュレータに接続するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業オートメーションの分野において、例えば、電動関節アーム等のロボットマニピュレータを使用することが知られており、ロボットマニピュレータには、取り扱いまたは処理すべきピースを操作することを意図したツールを結合することができる。従って、必要に応じて、前記ツールは、操作すべき対象物を把持するため、クランプ、ピンサーまたはパンチ等とすることができる。
【０００３】
多くの場合、前記マニピュレータは、交換可能なツールが備え付けられるように設計されている。この状況において、接続装置は一般的に、それぞれの前記マニピュレータに前記ツールを操作可能に接続するために使用される。
【０００４】
一般的に、現在利用できる前記接続装置は、前記マニピュレータに対して持続的に、例えば、ねじによって固定されることを意図した本体を備える。前記装置本体は、前記ツールの対応する連結部分を収容するための複数の座部、例えば、前記ツールのクラッチまたはピンを収容するための穴を備える。前記装置はさらに、前記ツールの連結部分を噛み合わせるための機構を備え、こうした機構は、前記ツールの連結部分が解放される可能性なく前記本体の各座部にロックされるロック位置と、前記ツールの連結部分が各座部から自由に取り外せるロック解除位置との間を移動することができる。
【０００５】
実際には、前記接続装置は、前記マニピュレータに固定され、また、前記ツールは、前記装置本体に取り外し可能に連結させることができる。
【０００６】
予期される場合には、使用されるべきツールの類型に基づいて、前記接続装置が実行に移さなければならない動作的な接続はさらに、前記ツールの供給のために、電気的、気体的、液体的接続などで構成する。
【０００７】
正確で実用的な、ツールとマニピュレータとの連結を提供する他に、前記接続装置は、マニピュレータを備えるワークステーションの人員が、可能な限り迅速かつ安全にツール交換をできるようにしなければならない。
【０００８】
例えば、プラスチック部品成形の分野では、マニピュレータは、ピース、および／または、モールドまたはそのパーツを把持し、取り扱い、そして、再配置するために使用される。マニピュレータに結合された交換可能な前記ツールはたいてい、空気圧で操作されるクランプからなる。
【０００９】
既存の接続装置は、この分野及びその他の分野で広く使用されており、製造業者が遵守するデファクトスタンダードとなっており、前記マニピュレータに固定される実質的にトロイダル形の本体を備え、この本体には、前記ツールに固定されたプレートに設けられた、対応の噛み合いピンを収容するための座部が設けられている。前記座部は、前記本体軸線周りに円形に配置されている。前記収容座部に対する半径方向内側の位置において、前記本体は、前記装置に拘束された前記ツールを毎回作動させるために使用される圧縮空気を供給するための複数のダクトを備える。通常、こうしたダクトに沿って、当該ダクト自体を開閉させるための自動バルブが取り付けられる。前記ツールの前記ピンを噛み合わせる機構は、複数の貫通穴が設けられた円形リングナットを備える。前記貫通穴の一つ一つは、実質的に、小穴が接続された円形穴としてなり、小穴の長さは、円形穴の直径よりも小さい。前記リングナットは、前記本体に対して同軸上にあり、全ての貫通穴が対応する収容座部を遮断するように、前記本体に重ねられる。前記リングナットは、オペレータによって手動で、前記円形穴が前記対応座部に整列して、前記ツールの前記ピンが、それぞれ、前記装置から前記ツールを拘束または解放するため、それぞれの前記座部に挿入しまたは取り出すことができる第１ロック解除角度位置と、前記ツールが前記接続装置から解放されることを防止するために、前記小穴が前記対応座部に整列して、前記ツールの前記ピンを当該ピンの縮径部分でロックする第２ロック角度位置と、の間で回転可能である。
【００１０】
実際に、ツールを交換する必要があるとき、オペレータは、前記噛み合い機構を作動させる。すなわち、オペレータは、前記リングナットを回転させて、それぞれの前記穴が前記装置に設けられた前記ツールの前記ピンを収容するための前記座部に整列するように、当該穴を移動させる。この方法で、新しいツールのための空間を形成するために、前記ツールを、前記装置から、従って、前記マニピュレータから、分離することができる。前記自動バルブは、前記接続装置に前記ツールが拘束されたまま、当該ツールに押圧されることによって開放されたままである。前記ツールを物理的に前記装置から分離したとき、前記自動バルブは、各ダクト内の圧縮空気の供給を停止するように操作される。
【００１１】
前述の接続装置に関する欠点は、前記ツールを前記装置から分離するときに、圧縮空気の供給を閉鎖する際の前記自動バルブの動作が遅すぎることにある。実際に、前記ツールを解放するために、前記リングナットがオペレータによってロック位置に移動させられるときも、前記圧縮空気はなお、前記ツールそれ自体を操作し続けるのに十分なだけ、例えば、エアークランプのジョーを開いたままにするのに十分なだけ供給されている。前記ツールを前記装置から分離した後にだけ、前記ツール内に必然的に残った圧縮空気が大気中に排出され、これにより通常、前記ツールは作動停止となる。再度、前記エアークランプの例を参照すると、前記ジョーが不意に閉鎖することは、前記ツールを取り扱うオペレータの安全性に対して明らかに危険である。
【００１２】
また、或るツールではオペレータに深刻な傷害を与える可能性があり、それゆえ、前記ツールを取り外したときに当該ツールが不意に作動停止することを防止する接続装置を設ける必要があると考えられていた。
【００１３】
同様の欠点は、結果的に、圧縮空気よりもむしろ真空によって、前記ツールを作動させるときにみることができる。この場合、前記接続装置からの前記ツールの分離は、前記ツールそれ自体の速やかな圧力回収と、そこからの速やかな作動停止に対応している。
【００１４】
公知技術に係る接続装置のセットを例示すると、“automatic tool-replacer for QC-Series robot”（イタリア語では、“cambia-utensile automatico per robot QC-Series”）の名称のものが、出願人によって商品化されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようする課題】
【００１５】
本発明の目的は、公知の解決手段の欠点を克服して、実施および使用が容易で、オペレータに対して安全な、エアーツールをマニピュレータに接続するための装置を提供することである。
【００１６】
従って、本発明は、請求項１に従う接続装置に関するものである。
【００１７】
特に、本発明に従う装置は、：
ａ）ツールの対応する連結部分を収容するための１つ以上の座部、例えば、前記ツールの対応する噛み合いピンを収容するための穴を備え、マニピュレータに固定可能な本体と；
ｂ）前記ツールに／前記ツールから、作動流体、例えば、圧縮空気または真空を供給または吸引するための１つ以上のダクトであって、少なくとも部分的に前記装置本体を横切る当該ダクトと；
ｃ）前記ツールの前記連結部分に噛み合わせるための機構であって、前記ツールの前記連結部分を、前記装置の前記本体を収容するための前記対応する座部内にロックし、及び、当該座部からロック解除するよう作動させることができる噛み合い機構と； 
ｄ）前記装置の前記本体内または当該本体上に設けられた供給／吸引のためのダクトを閉鎖するための手段であって、前記噛み合い機構が一度動作して前記装置から前記ツールをロック解除する前に、前記供給／吸引用ダクトを自動的に閉鎖するように設計された閉鎖手段と
を備える。
【００１８】
前記閉鎖手段は、前記ツールから独立しており、すなわち、当該閉鎖手段の前記作動は、前記ツールが前記装置上に存在しているかどうかに必ずしも依存しない。
【００１９】
前記作動流体は、好適には、圧縮空気であるが、代替的に、オイル、真空などにすることができる。
【００２０】
上記した特徴ｄ）は、前記装置への結合を毎回伴う前記ツールの交換に従事するオペレータが負傷するのを防止することができるので、作業場での安全上大いに重要である。前記閉鎖手段は通常、前記ツールのロック解除位置に移動する前記噛み合い機構に対して先んじて正確に作動することで、通常、従来の接続装置からの分離時に生じる前記ツールの急激な減圧（前記作動流体が圧縮空気である場合）または加圧（前記ツールを真空によって作動させる場合）が回避される。
【００２１】
言い替えれば、前記噛み合い機構で作動される閉鎖手段の存在は、自動的に前記噛み合い機構がロック解除位置に移動する場合、前記ツールが他のツールに関する交換のために前記接続ツールから分離されるときの前記ツールの不要な作動または作動停止を防止することを可能にする。オペレータの安全性に対して有利であることは明らかである。
【００２２】
前記閉鎖手段は、必要に応じて、前記ツールの上流から供給または吸引される作動流体の流量を停止させる栓として作用する。前述の例を簡単に説明するために再度参照すると、前記接続装置がエアークランプを支持するために使用され、前記供給用ダクトの前記閉鎖手段は、前記クランプが前記装置そのものから分離される前に、前記圧縮空気の供給を停止するように作動させることができる。これは、前記装置から前記ツールが有効に分離される前に、当該ツール内に、圧縮空気が蓄積することを防止する。
【００２３】
その結果、前記ツールが不意に減圧することがなく、それ故、前記ジョーは、オペレータが前記クランプを取り扱うときに、不意に閉鎖することがなく、また、必要に応じて開くこととなる。
【００２４】
他の重要な利点は、特徴ｄ）が既知の接続装置で実施できるという事実である。言い替えれば、既に前記マニピュレータに設けられた既存の前記装置は、特徴ｄ）を実施するために必要とされる構成要素に一体化させることによって変更することができる。添付図面を参照してより説明するように、特徴ｄ）は、公知技術に関する上述の型式の標準的な接続装置に、僅かに付加的な構成要素を設けることによって、それぞれの全体の交換を必要とすることなしに、ユーザーにとって明白な経済的利益をもって、実施することができる。
【００２５】
前記噛み合い機構の作動は、運動学的に前記閉鎖手段の作動で達成することができ、それは、これらの構成要素が互いに作用するように設計され、前記ツールを前記装置から切り離すことが可能になる前に、前記閉塞手段が動作して前記作動流体の前記供給を閉鎖することを意味する。
【００２６】
任意の実施形態において、本発明に従う前記装置はまた、上述の閉鎖手段に加えて、既知の装置に使用される型式の、少なくとも部分的に前記装置本体内に収容される１つ以上の自動バルブを備え、当該自動バルブはそれぞれ、対応する供給／吸引用ダクトを遮断する。この実施形態では、前記自動バルブは、前記閉鎖手段から完全に独立し、当該閉鎖手段は、前記作動流体の前記供給方向に関して前記自動バルブの上流側に設けられている。
【００２７】
一般に、公知技術で使用される前記自動バルブ装置とは異なり、本発明に従う前記装置に設けられた前記閉鎖手段は、前記ツールで作動することはない。
【００２８】
しかしながら、通常、本発明に従う前記装置は、公知技術の前記装置に使用される前記自動バルブ無しとすることができる。
【００２９】
好ましくは、前記噛み合い機構は、前記ツールの連結部分が、前記装置本体内で、前記対応する収容座部と噛み合い及び解放自在となり、前記ツールの交換が可能となる第１ロック解除位置と、前記噛み合い機構が、前記装置本体内で、前記対応する収容用座部にロックされ、前記ツールの前記連結部分を保持して、前記ツールがそれぞれの前記マニピュレータから分離するのを防止する第２ロック位置との間を移動することができる。
【００３０】
一般に、前記噛み合い機構は手動で、言い替えると、オペレータの制御で、例えば、対応するレバーを用いて駆動させることができ、又はむしろ、自動で、言い換えると、それぞれの前記マニピュレータのロボットステーション制御で駆動させることができる。
【００３１】
前記閉鎖手段もまた、必要に応じて、手動又は自動で作動させることができる。
【００３２】
好適な実施形態では、前記噛み合い機構は、当該噛み合い機構それ自体を作動させるとき、自動的に、先んじて、前記閉鎖手段を動作させるように設計されている。例えば、前記噛み合い機構は、レバー等の、作動すべき前記閉鎖手段を移動させる部分を備える。
【００３３】
好ましくは、前記噛み合い機構は、各供給／吸引用ダクトのためのゲートバルブを備える。ゲートバルブは、それぞれの前記供給／吸引用ダクトが完全に開放された位置と完全に閉鎖された位置との間を移動することができる。実際に、単一のゲートバルブを備えることが好ましい。ゲートバルブは、全ての供給ダクトを遮断するとともに、前記装置との機械的な拘束から前記ツールを解放する前に前記ダクトの前記閉鎖位置に止めることができる。
【００３４】
一実施形態において、前記装置本体は、マニピュレータに固定されることを意図する第１プレートと、前記ツールを支持することを意図とする第２プレートとを備える。前記第１プレートと前記第２プレートとは互いに固定されるとともに、前記作動流体を供給／吸引するための前記ダクトは、前記第１プレートを通して部分的に延び、また、前記第２プレートを通して部分的に延びる。前記ダクトの前記閉鎖手段は、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に介在する。
【００３５】
好ましくは、前記第１プレートと前記第２プレートとは実質的に円形であるとともに、長手軸線Ｘ−Ｘと同軸である。長手軸線Ｘ−Ｘは、前記ツールに連結するための軸線に一致する。作動流体を供給／吸引するための前記ダクトは、少なくとも部分的に長手軸線Ｘ−Ｘに平行に延び、こうした軸線周りに、環状に分布する。前記閉鎖手段は、第１プレートと第２プレートとの間に介在する少なくとも１つの第３プレートを備える。第３プレートには、複数の貫通穴が設けられている。各貫通穴は、作動流体を供給／吸引するためのダクトの１つに対応する。
前記第３プレートは、長手軸線Ｘ−Ｘ上で、
−前記穴が前記作動流体を供給／吸引するための前記対応するダクトに整列することにより開放されたままの第１開放位置と、
−前記穴が前記作動流体を供給／吸引するための前記対応するダクトに整列しないことにより前記第３プレートによって閉鎖されたままでゲートバルブとして機能する第２閉鎖位置と、
の間を回転可能である。
【００３６】
単に説明した実施形態は、実質的に、第３プレートとして定義されて前記装置本体内に挿入されるプレートを備え、当該プレートはそのような位置で、前記自動バルブが存在する場合には、前記作動流体を供給／吸引するための向き対して自動バルブの上流側にある前記供給用ダクトを任意の角度位置で遮断することができる。
【００３７】
好ましくは、前記噛み合い機構は、前記装置から前記ツールを解放するために前記噛み合い機構それ自体を作動させるとき、それぞれの前記閉鎖位置に向かって前記第３プレートを押圧するように配置される。
【００３８】
好ましくは、前記閉鎖手段はさらに、シーリングガスケットを備える。シーリングガスケットは、前記作動流体を供給／吸引するための前記ダクトにおいて、前記第１プレートと前記第３プレートとの間、および、前記第２プレートと前記第３プレートとの間に介在する。こうしたガスケットは、前記第３プレートと前記供給／吸引用ダクトとの間の接続部分での作動流体又は真空の漏れに対する前記シーリングを保証するために必要である。
【００３９】
好ましくは、前記第３プレートは、前記ツール交換オペレータによる手動操作のためのハンドルを備え、当該ハンドルは、前記回転を前記閉鎖位置と前記開放位置との間だけに制限する止め部としてなる。例えば、前記止め部は、前記第３プレート内のインナーカムと、前記第１又は前記第２プレート上の対応するフォロア又はノンキックバックフィンガーとを予め設けておくことによって設けることができる。
【００４０】
好ましくは、前記閉鎖手段は、前記第２プレート上に重ねられた同軸リングナットを備える。前記リングナットは、前記装置本体に設けた収容座部のそれぞれのための、貫通穴を備えている。前記貫通穴はそれぞれ、実質的には小穴が接続された円形穴からなる。前記小穴の幅は、前記円形穴の直径よりも小さい。前記リングナットの各穴には、前記ツールの対応する連結ピンを挿入することができ、反対に、前記小穴を通して挿入することができない。
前記リングナットは、
−それぞれの前記穴が前記収容座部に整列し、前記ツールの前記噛み合いピンを挿入／解放して、前記ツールを前記装置に／前記装置から噛み合わせ／解放させることができるロック解除位置と、
−前記小穴が前記収容座部に整列し、前記ツールの前記連結ピンの狭窄部分に噛み合って前記連結ピンを前記収容座部内にロックして、前記ツールが前記装置から解放されることを防止するロック位置と、
の間を回転可能である。
【００４１】
さらに好ましくは、前記リングナットは作動レバーを備え、前記第３プレートは、前記ツールをロック解除するために前記リングナットを回転させるとき、前記第３プレートの先んじた作動を生起させるために、前記リングナットの前記作動レバーに当接することを意図する安全ピンを備える。オペレータは、前記第３プレートを回転させることによって前記ツールへの前記作動流体の供給を閉鎖する前に、前記リングナットを押圧しなければならない場合には、前記リングナットがそれぞれの前記ロック解除位置に到達する前に、前記安全ピンが前記第３プレート自体に当接して、それぞれの前記閉鎖位置に向かって前記第３プレートの回転を生起させる。
【００４２】
その第２の態様において、本発明は、マニピュレータにエアーツールを操作可能に接続する方法に関する。
【００４３】
前記方法は、上述の特徴ａ）〜ｄ）を備える接続装置を有するマニピュレータを提供することと、前記閉鎖手段が、前記供給／吸引用ダクトが閉鎖された後のみ、それぞれの前記ツールの前記ロック解除位置に前記噛み合い機構を移動できるように、前記装置を配置することとを意図する。
【００４４】
更なる本発明の特徴および利点は、添付図面を参照して、説明の目的のためだけに示されて、限定されることがない、好適ではあるが排他的ではない実施形態に関する以下の説明から更に明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による接続装置の一実施形態の分解図である。
【図２】図１に示す装置の正面図である。
【図３】図１に示す装置の横断面図である。
【図４】図１に示す装置の側面図である。
【図５】図１に示す装置の、第１配置における縦断面図である。
【図６】図１に示す装置の、第２配置における縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
添付図１〜６は、マニピュレータ（図示せず）にツール（図示せず）を接続するための装置１に関する、本発明の好適な実施形態を示す。装置１は、交換可能なツールがマニピュレータに取り付けられることを可能にするとともに、迅速かつ安全なツールの取り外しを可能する機能を有する。
【００４７】
第１トロイダルプレート２は、第２トロイダルプレート３にねじつけられる。２つのプレート２および３は固定されて前記装置の本体Ｃを形成し、Ｘ−Ｘ長手軸に対して同軸に配置されている。かかる軸は、装置１に対するツールのアライメント軸でもある。以下、リアプレートとして定義される第１プレート２は、例えば、ロボットアームのようなマニピュレータに固定されることを意図し、以下、フロントプレートとして定義される第２プレート３は、例えば、交換可能な複数のツールを支持することを意図し、これは、ツールは随時、フロントプレート３に固定されることを意味する。
【００４８】
少なくとも、フロントプレート３は、前記ツールの対応連結ピンがスライド可能に挿入される複数の貫通穴または止まり穴３１を備える。穴３１は、Ｘ−Ｘ軸の周りに円形に配置されている。場合によっては、穴３１は、リアプレート２（符号２１参照）内に繋がる。
【００４９】
リアプレートは複数のダクト４を備え、これらダクト４は、径方向に初期長にわたって延びており、つまり、Ｘ−Ｘ軸に対して直交している。次いで、これらダクト４は、軸方向に延びており、つまり、Ｘ−Ｘ軸に平行かつ当該Ｘ−Ｘ軸周りにあって、ダクト４自体は、軸方向にフロントプレート３を通して繋がっている。前記装置の本体Ｃ、つまり、プレート２および３を通してのダクト４の延在は、図６に明示されている。
【００５０】
ダクト４は、フロントプレート３によって支持される前記ツールに作動流体を搬送する機能を有する。以下では、便宜上、圧縮空気を参照するが、さらに作動流体が本質的に異なる、あるいは、真空、または、むしろ吸引空気とすることができることを考慮すべきである。
【００５１】
図１の矢印は、圧縮空気の供給方向を示す。
【００５２】
図示の実施形態では、ダクト４のアウトレットに、対応するノズル５が配置されている。ノズル５は、シーリングガスケット５１および５２と、ノズル５が部分的に挿入されるノズルホルダインサート６とを備える。ノズルホルダインサート６は、圧縮空気を供給するため、穴６１がノズル５とダクト４に整列するようにフロントプレート３に固定される。ノズル５は、スプリングによって付勢されており、圧縮空気を供給するための、それぞれのダクト４が開閉するように作動させることができる。
【００５３】
実用上、ノズル５とノズルホルダインサート６とで、ダクト４を閉鎖するための自動弁を構成する。
【００５４】
装置１が使用されていないとき、つまり、前記ツールを支持していないとき、ノズル５は、ノズルホルダインサート６に設けた対応する穴６１を閉鎖し、ダクト４を塞ぐので、前記ツールに圧縮空気を供給することができなくなる。
【００５５】
前記ツールを正面向きに装置１に連結させたとき、ノズル５が、ダクト４を開放して、圧縮空気を供給させる。
【００５６】
通常、自動バルブ（ノズル＋ノズルホルダー）は、以下に述べるダクト４の閉鎖手段により不要となるために、設けなくてもよい。
【００５７】
フロントプレート３には、複数の貫通穴７１とコントロールレバー７２とを備える円形リングナット７が収容されている。貫通穴７１のそれぞれは、前記ツールピンを収容するための穴３１の１つに対応する。貫通穴７１の形状は、小穴７１´´が接続された円形穴７１´に対応する。小穴７１´´の幅は、穴７１´の直径よりも小さい。前記ツールピンは、穴７１´を通して挿入されるが、小穴７１´´を通らないように寸法化されている。
【００５８】
リングナット７は、フロントプレート３と同軸上にあるとともに、このフロントプレート３に対して、
−前記ツールピンを、穴７１を通して穴３１内に自由に挿入かつ解除できるロック解除位置と、
− 穴７１が穴３１に対して角度的に整列しておらず、当該穴３１が逆に、小穴７１´´によって遮られたままで、当該小穴７１´´が前記ツールの連動ピンの狭い部分を締め付けることにより、当該ピンを穴３１内にロックするロック位置と、
の間で回転可能である。
【００５９】
図２により詳細に示すように、前記ツールのロック位置およびロック解除位置は、約１８°の中心角度を画定する。
【００６０】
リングナット７は、フロントプレート３に固定される爪７４と相互に作用するカム７３を備える。カム７３と爪７４は、リングナット７の最終角度位置を画定する止め部を構成する。
【００６１】
したがって、リングナット７は、前記ツールピンの噛み合い機構を構成する。
【００６２】
図２は、装置１の正面図を示し、また特に、図中、ロック角度位置のリングナット７を実線で示すとともに、ロック解除角度位置のリングナット７を破線で示す。
【００６３】
図示の実施形態では、リングナット７の回転は、レバー７２を用いたオペレータの手動によって伝達される。
【００６４】
フロントプレート３は、ノズル５、ノズルホルダー６、ガスケット５１および５２、ならびに、リングナット７とともに、装置１の第１部分Ａを構成する。
【００６５】
部分Ａは、既知の技術であり、たとえば、ＱＣシリーズコードの下、出願人によって商品化された装置の対応する部分と同様のものである。
【００６６】
接続装置１はさらに、リアプレート２とフロントプレート３との間に介在させた第３プレート８を備え、この第３プレート８は、圧縮空気を供給するためのダクト４を開閉することを目的に、ゲートバルブとして機能する。
【００６７】
第３プレート８とリアプレート２とは、既知の技術に対して新規で進歩性のある第２部分Ｂを定義し、この部分Ｂは、部分Ａのみとして構成される予備装置１に付け加えることができる。
【００６８】
第３プレート８は、少なくとも、圧縮空気を供給するためのダクト４の数に対応する貫通穴８１を備える。
第３プレート８は、プレート２および３に対して同軸上にあって、これらプレート２および３の間の中間位置に設けられており、
− 穴８１が圧縮空気のためのダクト４に対して整列していることにより、空気が装置１に拘束されたツールに流れるように開放されたままの第１開放位置と、
− 穴８１が圧縮空気のためのダクト４に対して整列していないことにより、空気が装置１に拘束されたツールに流れないように閉鎖したままの第２閉鎖位置と、
の間で回転可能である。
【００６９】
図３により詳細に示すように、開放位置と閉鎖位置とは、約１８°の中心角度を画定する。
【００７０】
図５は、装置１の縦断面を、第３プレート８を開放位置に回転させて圧縮空気をダクト４内に流す配置で示す。
【００７１】
図３および６はそれぞれ、装置１の縦断面および横断面を、第３プレート８を閉鎖位置に回転させた配置で示す。プレート８はそれ自体、ダクト４を閉鎖してダクト４内への圧縮空気の流入を阻止する。
【００７２】
特に図３を参照すれば、閉鎖位置において、プレート８がダクト４（破線）を閉鎖していることは明らかである。
【００７３】
実際に、第３プレート８は、閉鎖手段を定義し、圧縮空気の供給方向に対してフロントプレート３の上流側のダクト４を遮断する。
【００７４】
前記プレートが回転時にスライドするシーリングガスケット９および１０は、プレート２とリングナット７及びプレート３との間に挿入される。
【００７５】
第３プレート８の止め部は、カム８３と、２つのプレート２又は３の１つに固定される爪８４とによって構成される。
【００７６】
第３プレート８の操作は、自動バルブ５に対して独立している。第３プレート８の介在は、以下に説明するように、フロントプレート３に拘束されたツールを安全に解放させる。
【００７７】
フロントプレート３から前記ツールの前記噛み合いピンを解放するためにリングナット７に作用する前、オペレータは、図３および６に示す閉鎖位置に第３プレート８を回転させることによって、前記ツールそのものへの圧縮空気の供給を停止する。
【００７８】
これは、その後の急速な前記ツールの減圧と、その結果生じる当該ツールの停止、例えば、エアークランプのジョーの停止とを決定する。この時点で、オペレータは、装置１から前記ツールを完全かつ安全に分離するために、（図２の実線に示す）ロック解除位置にリングナット７を回転させる。
【００７９】
オペレータが圧縮空気の供給を閉じる前に前記ツールをうっかり解放するエラーを防止するために、第３プレート８は、リングナット７のハンドル７２に向かって突出するように、ハンドル８２に固定される安全ピン１１を備える。
【００８０】
ハンドル７２および８２の間の相互作用は、図３および４の精査、主として図２の精査から明らかである。安全ピン１１は、オペレータがレバー７２を前記ツールのロック解除位置に回転させたとき、レバー７２のサイドに当接する。図２に示す約９°の角度は、レバー７２が安全ピン１１を押し、それによって安全ピン１１がプレート８のレバー８２を引きずることにより維持される。その結果、プレート８は、リングナット７に対して約９°進んで回転する。これにより、プレート８は、リングナット７が各ロック解除位置に達する前にダクト４を閉鎖する。
【００８１】
この方法で、オペレータによる前記装置の誤った使用が防止される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014076534.tif 000008
【外国語明細書】
2014076534000001.pdf