(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームに取り付けられるアーム側アタッチメントと、ツールが取り付けられるツール側アタッチメントと、上記アーム側アタッチメントに設けられ、外周面の軸線周りに複数のロック用傾斜溝が形成されたカム部材、該カム部材をロック位置及びロック解除位置の間で移動する作動部材、該カム部材の外周面側に設けられ、ロック用傾斜溝に相対して配置されたロック用ボールをカム部材の移動方向と直交する方向へ移動可能に支持するボール支持部材と、ツール側アタッチメントに設けられ、ロック位置に移動するカム部材のロック用傾斜溝に摺接するロック用ボールを係合する複数のロック用係合溝を有したボール受け部材とからなるロック手段を備えたロボットアームカップリング装置において、
ロック用ボール間に位置するボール支持部材に、カム部材の移動方向と直交する方向へ移動可能に支持される突出し用ボールと、ロック用傾斜溝間に位置するカム部材の外周面に設けられ、ロック用傾斜溝と反対方向に傾斜する複数の解除用傾斜溝と、ロック用係合溝間に位置するボール受け部材に設けられ、ロック用係合溝と反対方向に傾斜する複数の突出し用傾斜溝とからなる突出し手段を備え、
アーム側アタッチメントの本体には、流体供給手段が接続されるアーム側流体通路が連通する装着孔内にて軸線方向へ移動可能に支持され、かつ装着孔の吐出口部を開閉する開閉部材を設けると共に、
ツール側アタッチメントの本体には、吐出口部を通過して装着孔内に進入可能で、ツールの流体機器に接続されるツール側流体通路が形成された接続口部を設け、
アーム側アタッチメント及びツール側アタッチメントの非連結状態においては、開閉部材により吐出口部を閉鎖して流体の吐出を規制すると共に、
アーム側アタッチメント及びツール側アタッチメントの連結状態においては、吐出口部内に進入する接続口部により開閉部材を移動して吐出口部を開放してツール側流体通路に対する流体の供給を可能にするロボットアームカップリング装置。
【請求項２】
請求項１のロック用傾斜溝及びロック用係合溝は、カム部材の移動方向に対して所要の角度で傾斜し、かつ互いの傾斜面が対称状のテーパ面としたロボットアームカップリング装置。
【請求項３】
請求項１のロック用傾斜溝及びロック用係合溝は、カム部材の移動方向に対して所要の角度で傾斜し、浅溝側を湾曲面としたロボットアームカップリング装置。
【請求項４】
請求項１において、ロック用傾斜溝及びロック用係合溝の内、少なくともロック用傾斜溝は、少なくとも２面の三角形を組合わせた傾斜角錐溝としたロボットアームカップリング装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の解除用傾斜溝及び突出し用傾斜溝は、カム部材の移動方向に対して所要の角度で傾斜し、カム部材の移動直交方向断面が円弧状としたロボットアームカップリング装置。
【請求項６】
請求項５の解除用傾斜溝及び突出し用傾斜溝は、カム部材の移動直交方向断面が円弧状で、浅溝側を湾曲状に形成したロボットアームカップリング装置。
【請求項７】
請求項１乃至４の解除用傾斜溝及び突出し用傾斜溝は、カム部材の移動方向に対して所要の角度で傾斜する平面状のテーパ面としたロボットアームカップリング装置。
【請求項８】
請求項１のカム部材は、弾性部材の弾性力により常にロック位置側に付勢されるロボットアームカップリング装置。
【請求項９】
請求項１の作動部材は、シリンダー及び電磁ソレノイドのいずれかとしたロボットアームカップリング装置。
【請求項１０】
請求項１の装着孔は、吐出口側内に小径段部を形成すると共に段部に気密部材を設け、装着された開閉部材を抜け止め可能にすると共に弾性部材により付勢された開閉部材により吐出口を気密状に閉止するロボットアームカップリング装置。
【請求項１１】
請求項１０の接続口部には、気密部材を設け、装着孔の吐出口部内に挿嵌した際に、気密状に連続可能にしたロボットアームカップリング装置。
【請求項１２】
請求項１の開閉部材は、装着孔内に供給される流体の圧力により吐出口部を閉鎖可能にしたロボットアームカップリング装置。
【請求項１３】
請求項１の開閉部材は、装着孔内に装着される弾性部材の弾性力により、常には吐出口部を閉鎖するように付勢されるロボットアームカップリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば多関節ロボットのロボットアームに各種のツールや、成形品取出し機の上下アーム、旋回アームにチャック等を着脱するロボットアームカップリング装置、詳しくはアーム側アタッチメントに対するツール側アタッチメントの着脱に伴ってそれぞれ設けられた流体回路を確実に継断するロボットアームカップリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットアームに対してツール等の脱着を行うことができるようにしたカップリング装置として、特許文献１に示すように、ロボットアームに取り付けられたマスタプレート（インナアッセンブリ）と、ツール等が取り付けられるツールプレート（アウタアッセンブリ）と、これら両プレートを連結してロックするロック手段とから構成される装置が知られている。
【０００３】
この装置のロック手段は、マスタプレートにロック位置及びロック解除位置の間をスライド可能に支持された円板形状のカム部材と、このカム部材の周囲に配設され、上記マスタプレートにカム部材のスライド方向と略直交する方向に移動可能に支持される複数のボール部材と、上記ツールプレートに配設され、上記カム部材がロック位置に移動したときに両プレートを連結保持するようにボール部材と係合するリング形状のボール受けを設け、カム部材の先端側外周面に傾斜するアーム側カム面を、またボール受けの内周にアーム側カム面と逆方向に傾斜するツール側カム面をそれぞれ形成した構成からなる。
【０００４】
ロック手段は、カム部材がロック位置に位置付けられた状態で、ボール部材がアーム側カム面によりツール側カム面に押圧されるように圧接してマスタプレート及びツールプレート相互を強固に連結している。
【０００５】
しかし、マスタプレートに対するツールプレートのロックを解除するには、ツール側テーパ面に対するボール部材の押圧を解除するのみで、マスタプレートからツールプレートを取外すには、マスタプレート及びツールプレートを、その結合面が水平状態になるように姿勢制御した後に、ロック状態を解除してツールプレートを、その自重によりマスタプレートから離脱させる必要がある。
【０００６】
このため、マスタプレート及びツールプレートの結合面が水平状態になるように姿勢制御できないロボットや作業環境にあっては、ツールプレートを自動的に離脱させることができない。このため、作業者は、ロック状態が解除されたマスタプレートからツールプレートを強制的に引き出して取外す必要があり、取外し作業に手間と時間がかかる問題を有している。
【０００７】
更に、ツールプレートに固着される各種ツールにエアー等の流体を供給するため、マスタプレートには、流体機器に接続されたホースから供給される流体が流通するマスタ側流体通路が形成されると共にツールプレートには、該マスタ側流体通路に一致するツール側流体通路が形成されている。そして一方のプレートにパッキングを設けると共に他方のプレートに該パッキングが嵌め込まれる凹所を設け、両者を連結した際に、凹所内に嵌め込まれるパッキングを弾性変形させて互いに一致する流体通路を気密に接続している。
【０００８】
しかし、ツールの交換時等においては、マスタ側プレートからツール側プレートを取り外す際及びマスタ側プレートにツール側プレートを取り付ける際、流体の消費量を少なくする必要から、マスタ側プレートの流体通路に対する理由体の供給を遮断制御してから交換作業を行い、作業終了後に流体の供給を開始制御する必要がある。このため、作業工程数が増大して作業効率が悪くなる問題を有している。
【特許文献１】アメリカ特許４６９６５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、アーム側アタッチメント及びツール側アタッチメントの結合面が水平方向以外を向く場合には、アーム側アタッチメントからツール側アタッチメントを自動的に離脱させることが困難で、取り外すのに手間と時間がかかる点にある。また、ツール交換時においては、作業者がアーム側アタッチメントからツール側アタッチメントを強制的に引き出して取外す必要があり、ツール交換を自動的に行うことができず、交換作業効率が悪い点にある。
【００１０】
更に、ツール交換時においては、ツール側に供給される流体を、その都度、遮断した上で作業を行った後、連結後においては、流体の供給を開始する必要があり、ツール交換時の作業工程数が増大して作業効率が悪い点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ロボットアームに取り付けられるアーム側アタッチメントと、ツールが取り付けられるツール側アタッチメントと、上記アーム側アタッチメントとツール側アタッチメントを連結するロック手段を備えたロボットアームカップリング装置において、ロック用ボール間に位置するボール支持部材に、カム部材の移動方向と直交する方向へ移動可能に支持される突出し用ボールと、ロック用傾斜溝間に位置するカム部材の外周面に設けられ、ロック用傾斜溝と反対方向に傾斜する複数の解除用傾斜溝と、ロック用係合溝間に位置するボール受け部材に設けられ、ロック用係合溝と反対方向に傾斜する複数の突出し用傾斜溝とからなる突出し手段を備え、アーム側アタッチメントの本体には、流体供給手段が接続されるアーム側流体通路が連通する装着孔内にて軸線方向へ移動可能に支持され、かつ装着孔の吐出口部を開閉する開閉部材を設けると共にツール側アタッチメントの本体には、吐出口部を通過して装着孔内に進入可能で、ツールの流体機器に接続されるツール側流体通路が形成された接続口部を設け、アーム側アタッチメント及びツール側アタッチメントの非連結状態においては、開閉部材により吐出口部を閉鎖して流体の吐出を規制すると共にアーム側アタッチメント及びツール側アタッチメントの連結状態においては、吐出口部内に進入する接続口部により開閉部材を移動して吐出口部を開放してツール側流体通路に対する流体の供給を可能にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、アーム側アタッチメント及びツール側アタッチメントの結合面が水平方向以外を向く場合であっても、アーム側アタッチメントからツール側アタッチメントを突出して取り外す作業を簡易に行うことができる。
【００１３】
また、ツール交換時においては、作業者がアーム側アタッチメントからツール側アタッチメントを強制的に引き出して取外す必要がなく、ツール交換作業を効率的に行うことができる。
【００１４】
更に、ツール交換時においては、ツール側に供給される流体を、その都度、遮断制御したり、連結後においては、流体を供給制御したりする必要がなく、ツール交換作業を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、ロック用ボール間に位置するボール支持部材に、カム部材の移動方向と直交する方向へ移動可能に支持される突出し用ボールと、ロック用傾斜溝間に位置するカム部材の外周面に設けられ、ロック用傾斜溝と反対方向に傾斜する複数の解除用傾斜溝と、ロック用係合溝間に位置するボール受け部材に設けられ、ロック用係合溝と反対方向に傾斜する複数の突出し用傾斜溝とからなる突出し手段を備え、アーム側アタッチメントの本体には、流体供給手段が接続されるアーム側流体通路が連通する装着孔内にて軸線方向へ移動可能に支持され、かつ装着孔の吐出口部を開閉する開閉部材を設けると共にツール側アタッチメントの本体には、吐出口部を通過して装着孔内に進入可能で、ツールの流体機器に接続されるツール側流体通路が形成された接続口部を設け、アーム側アタッチメント及びツール側アタッチメントの非連結状態においては、開閉部材により吐出口部を閉鎖して流体の吐出を規制すると共にアーム側アタッチメント及びツール側アタッチメントの連結状態においては、吐出口部内に進入する接続口部により開閉部材を移動して吐出口部を開放してツール側流体通路に対する流体の供給を可能にすることを最良の形態とする。
【実施例１】
【００１６】
図１乃至図５において、ロボットアームカップリング装置１は、ロボットアーム（図示せず）の先端部にネジ等により固定されるアーム側アタッチメント３と、チャック等の各種工具がネジ等により固着されるツール側アタッチメント５から構成される。
【００１７】
アーム側アタッチメント３の本体を構成するアーム側固定盤７の図示する下面側中央部には、後述する作動部材としてのシリンダ部材９のシリンダ室を構成する横断面が円状の中空部７ａが形成される。また、中空部７ａの周縁のアーム側固定盤７には、円筒状のボール支持部材１１の基端部がネジ等により固着される。
【００１８】
ボール支持部材１１には、円筒の軸線と直交する方向に軸線を有した６個のボール支持孔１１ａが周方向へ等間隔に形成される。各ボール支持孔１１ａは、内周面側が後述するロック用ボール１３及び解除用ボール１５の外径より若干大径で、かつ外周面側がロック用ボール１３及び突出し用ボール１５の外径より若干小径に形成される。各ボール支持孔１１ａ内に支持されたロック用ボール１３及び突出し用ボール１５は、一部が外周面から突出可能で、抜け止め可能に支持される。ロック用ボール１３及び突出し用ボール１５の個数としては、各２個づつの４個以上であればよい。
【００１９】
そして１個おきに位置する３個のボール支持孔１１ａ内には、ロック用ボール１３が半径方向へ移動可能に支持される。また、他のボール支持孔１１ａ内には、突出し用ボール１５が半径方向へ移動可能に支持される。
【００２０】
中空部７ａ内には、シリンダ部材９のピストン９ａが軸線方向のロック解除位置とロック位置との間で摺動可能に支持される。そしてピストン９ａの図示する下部には、カム部材１７が設けられる。該ピストン９ａは、中空部７ａ内に装着された弾性部材としての圧縮ばね１９により、常にロック位置側へ付勢される。
【００２１】
尚、アーム側固定盤７には、中空部７ａに連通する第１及び第２エアー通路（図示せず）がそれぞれ形成され、各エアー通路に応じたアーム側固定盤７には、エアーを給気及び排気するためのノズル（図示せず）がそれぞれ接続される。
【００２２】
カム部材１７は、円柱形状で、ピストン９ａがロック解除位置に移動した際に、その先端部がボール支持部材１１の各ボール支持孔１１ａ内に支持されたロック用ボール１３及び突出し用ボール１５のほほ中心に位置する軸線長さからなる。カム部材１７の外周面には、ロック用傾斜溝１７ａが、ロック用ボール１３が装着されたボール支持孔１１ａに相対して形成される。また、カム部材１７の外周面には、解除用傾斜溝１７ｂが、突出し用ボール１５が装着されたボール支持孔１１ａに相対して形成される。
【００２３】
ロック用傾斜溝１７ａは、カム部材１７の先端側が、対応するロック用ボール１３の一部を、ボール支持部材１１の外周面から非突出になるように収容する深さで、軸線方向基端側（ピストン側）に向かって深さが徐々に浅くなるように傾斜したテーパ面に形成される。反対に、解除用傾斜溝１７ｂは、カム部材１７の基端側が、対応する突出し用ボール１５の一部を、ボール支持部材１１の外周面から非突出になるように収容する深さで、軸線方向先端に向かって深さが徐々に浅くなるように傾斜したテーパ面に形成される。
【００２４】
ボール支持部材１１の側方に位置するアーム側固定盤７には、シリンダ部材９の作動方向に軸線を有した装着孔７ｂが形成され、該装着孔７ｂの下部側に位置するアーム側固定盤７には、アーム側流体通路を構成するアーム側エアー通路７ｃが連通して形成される。装着孔７ｂのツール側アタッチメント５側には、小径段部７ｄが形成され、該小径段部７ｄには、気密部材を構成するＯリング等のパッキング７ｅが装着される。また、装着孔７ｂ内には、開閉部材を構成する開閉ボール７ｆが軸線方向へ移動可能に支持され、該開閉ボール７ｆは、装着孔７ｂ内に取付けられた弾性部材としての圧縮バネ７ｇにより装着孔７ｂの吐出口を閉鎖するように付勢される。
【００２５】
尚、アーム側エアー通路７ｃの端部には、流体供給手段としての圧縮空気発生手段（図示せず）からのホースが接続されるノズル７ｈが取付けられる。また、図中の符号７ｉは、装着孔７ｂの非吐出側端部を気密に閉鎖する閉鎖板である。更に、アーム側アタッチメント３には、電気ケーブル及び電気信号線に接続された電気プラグ（図示せず）が設けられる。
【００２６】
一方、ツール側アタッチメント５の本体を構成するツール側固定盤２１の中心部には、後述するボール受け部材２３が挿嵌される大きさの開口部２１ａが形成される。ツール側固定盤２１の開口部２１ａには、ボール支持部材１１が挿嵌可能な大きさの中空部を有したボール受け部材２３が挿嵌されて固定される。
【００２７】
該ボール受け部材２３の内周面には、ロック用係合溝２３ａが、ロック用ボール１３に相対して形成される。また、ロック用係合溝２３ａ間のボール受け部材２３の内周面には、突出し用傾斜溝２３ｂが、ボール支持孔１１ａ内に支持された突出し用ボール１５に相対して形成される。
【００２８】
上記ロック用係合溝２３ａは、アーム側アタッチメント３の反対面側（図示する下面側）が、ロック位置に移動するカム部材１７のロック用傾斜溝１７ａにより押圧されてボール支持部材１１の外周面から突出したロック用ボール１３の一部を収容する深さで、アーム側アタッチメント３の相対側（図示する上面側）が湾曲状に形成される。反対に、突出し用傾斜溝２３ｂは、アーム側アタッチメント３の相対側が、ロック解除位置に移動した解除用傾斜溝１７ｂにより押圧されてボール支持部材１１の外周面から突出した突出し用ボール１５の一部を収容する深さで、アーム側アタッチメント３の反対側に向かって深さが徐々に浅くなる湾曲状に形成される。
【００２９】
ボール受け部材２３の側方に位置するツール側固定盤２１には、装着孔７ｂの小径段部７ｄ内に挿嵌可能な外径で、アーム側アタッチメント３にツール側アタッチメント５が連結した際に、小径段部７ｄを通過して装着孔７ｂ内に進入する長さからなり、内部にツール側流体通路を構成するツール側エアー通路２１ｂを有した接続口部２１ｃが設けられる。該接続口部２１ｃの先端側外周には、装着孔７ｂの吐出側内に弾性変形して挿嵌するパッキング２１ｄが取付けられている。
【００３０】
尚、ツール側エアー通路２１ｂの端部には、ツール側に対する流体供給管としてのエアーホースを接続するためのノズル２１ｅが取付けられる。また、ツール側アタッチメント５には、アーム側アタッチメント３の電気プラグが差込まれる電気コネクタ（図示せず）が設けられる。
【００３１】
また、上記ボール支持部材１１の両側に位置するアーム側固定盤７には、シリンダ部材９の作動方向に軸線を有した一対のパイロット軸（図示せず）が固着される。一方、ボール受け部材２３の両側に位置するツール側固定盤２１には、パイロット軸の軸線と一致する方向に軸支孔を有した一対の軸支部材（いずれも図示せず）が、パイロット軸に一致して取付けられ、軸支孔内に挿嵌されるパイロット軸との協働によりアーム側アタッチメント３及びツール側アタッチメント５を位置決めする。
【００３２】
次に、アーム側アタッチメント３及びツール側アタッチメント５の連結作用及び連結解除作用を説明する。
ツール載置台（図示せず）上に、各種のツールが取付けられたツール側アタッチメント５を水平状態でセットする。そしてロボットアームを移動制御してアーム側アタッチメント３を、ツール側アタッチメント５に相対し、かつパイロット軸と軸支部材の軸線が互いに一致するように移動させる。（図２参照）
【００３３】
このとき、アーム側アタッチメント３のカム部材１７は、その下端がボール支持孔１１ａ内に支持されたロック用ボール１３及び突出し用ボール１５の中心より若干下方に位置するロック解除位置に移動している。また、アーム側アタッチメント３のアーム側エアー通路７ｃ内には、圧縮空気発生手段からの圧縮空気が供給されているが、装着孔７ｂの吐出口が、圧縮バネ７ｇの弾性力により付勢された開閉ボール７ｆにより閉鎖され、アーム側アタッチメント３から圧縮空気が放出されるのを規制する。
【００３４】
上記状態にてロボットアームを下方へ移動してパイロット軸を軸支孔内に挿嵌しながらボール支持部材１１をボール受け部材２３の中空部内に挿嵌させる。これにより、軸支孔内に対するパイロット軸の挿嵌に伴ってアーム側アタッチメント３及びツール側アタッチメント５を位置決めする。
【００３５】
このとき、ロック用ボール１３は、カム部材１７におけるロック用傾斜溝１７ａの傾斜深溝側に位置し、ボール支持部材１１の外周面から非突出になっている。また、突出し用ボール１５は、カム部材１７における解除用傾斜溝１７ｂの傾斜浅溝側に位置して半径方向外側へ押圧され、一部がボール支持部材１１の外周面から突出し、ボール受け部材２３における突出し用傾斜溝２３ｂの傾斜深溝内に収容可能になっている。更に、アーム側アタッチメントメ３における装着孔７ｂの吐出口に対し、ツール側アタッチメント５における接続口部２１ｂが相対するように位置決めされる。（図６参照）
【００３６】
次に、上記状態にて、図７に示すように、ボール受け部材２３の中空部に対するボール支持部材１１の挿嵌に伴ってロック用ボール１３がロック用係合溝２３ａの傾斜浅溝側に、また突出し用ボール１５が突出し用傾斜溝２３ｂの傾斜浅溝側にそれぞれ位置した際に、シリンダ部材９を作動してカム部材１７をロック解除位置からロック位置に向かって移動させる。
【００３７】
このとき、ロック用ボール１３は、図８に示すようにロック位置に向かって移動するカム部材１７のロック用傾斜溝１７ａを、深溝側から浅溝側に亘って摺接することにより半径方向外側へ押圧され、一部がボール支持部材１１の外周面から突出してロック用係合溝２３ａの深溝側に係合される。
【００３８】
そしてカム部材１７がロック位置へ移動した際には、ロック用ボール１３は、ロック用傾斜溝１７ａの浅溝側に対する摺接に伴って係合傾斜テーパ面２３ａの浅溝側に圧接し、ツール側アタッチメント５をアーム側アタッチメント３側に引き寄せながら強固に固定させる。
【００３９】
上記したようにアーム側アタッチメント３に対するツール側アタッチメント５の引き寄せに伴って接続口部２１ｃの先端部が装着孔７ｂの小径段部７ｄ内に挿嵌して進入し、開閉ボール７ｆを、圧縮バネ７ｇの弾性力に抗して押圧し、小径段部７ｄの開口を開放させる。これにより、アーム側エアー通路７ｃ内に供給される圧縮空気は、小径段部７ｄの開口及び接続口部２１ｃのツール側エアー通路２１ｂａを介してツールに供給される。
【００４０】
また、突出し用ボール１５は、カム部材１７が図７に示す状態から図８に示す状態に移動する際に、カム部材１７の移動に伴って解除用傾斜溝１７ｂの深溝側に位置して押圧が解除されて半径方向内側へ移動可能になる。この状態にて、突出し用ボール１５は、アーム側アタッチメント３側に対するツール側アタッチメント５の引き寄せに伴って突出し用傾斜溝２３ｂの浅溝側を摺接して半径方向内側へ移動して解除用傾斜溝１７ｂの深溝内に収容される。
【００４１】
上記した作用によりアーム側アタッチメント３及びツール側アタッチメント５は、ロック位置に移動するカム部材１７のロック用傾斜溝１７ａにより押圧されてロック用係合溝２３ａの浅溝側に圧接した状態で係合する３個のロック用ボール１３により連結される。また、アーム側アタッチメント３及びツール側アタッチメント５の連結に伴って装着孔７ｂの吐出口を開放してアーム側エアー通路７ｃ内に供給される圧縮空気をツール側アタッチメント５におけるツール側エアー通路２１ａ内に供給することができる。
【００４２】
尚、上記連結時においては、アーム側アタッチメント３の電気プラグは、ツール側アタッチメント５の電気コネクタに挿嵌して電気的に接続され、ツール側へ電力や電気信号を供給可能にしている。また、上記ロック状態にておいては、ピストン９ａの正圧室内に対するエアーの供給を継続して連結状態を保つように制御されるが、空圧機器の故障等によりシリンダ部材９に対するエアーの供給が中断された場合であっても、圧縮ばね１９の弾性力によりロック位置側に対するカム部材１７の移動状態が維持され、アーム側アタッチメント３及びツール側アタッチメント５の連結状態を保つ。
【００４３】
一方、例えばツール交換等のようにアーム側アタッチメント３からツール側アタッチメント５を取外す場合には、ロボットアームを、例えばツール載置台上に対し、ツール側アタッチメント５が水平状態になるように移動制御した後、他方のノズルを介してピストン９ａの正圧室内のエアーを排気すると共に背圧室内にエアーを供給してカム部材１７を、圧縮ばね１９の弾性力に抗してロック位置からロック解除位置へ移動させる。
【００４４】
このとき、図９に示すようにロック用係合溝２３ａの浅溝側に圧接するロック用ボール１３は、ロック解除位置に対するカム部材１７の移動に伴ってロック用傾斜溝１７ａの深溝側に位置してロック用傾斜溝１７ａによる押圧が解除され、半径方向内側へ移動可能になる。
【００４５】
また、解除用傾斜溝１７ｂの深溝内に収容された突出し用ボール１５は、図１０に示すようにロック位置からロック解除位置に対するカム部材１７の移動に伴って解除用傾斜溝１７ｂの深溝側から浅溝側を摺接することにより半径方向外側へ移動し、相対するボール受け部材２３における突出し用傾斜溝２３ｂの浅溝側から深溝側に亘って摺接することによりツール側アタッチメント５を、アーム側アタッチメント３から離間する方向へ突き出させる。
【００４６】
これによりアーム側アタッチメント３に対してツール側アタッチメント５を、強制的に突き出して離脱させる。この突き出しに伴ってロック用ボール１３は、ロック用係合溝２３ａの浅溝側からボール受け部材２３の内周面を摺接することにより半径方向内側へ移動してロック用傾斜溝１７ａの深溝内に位置し、アーム側アタッチメント３に対してツール側アタッチメント５の連結解除を可能にさせる。
【００４７】
上記したようにアーム側アタッチメント３に対するツール側アタッチメント５の突出しに伴って離間されると、接続口部２１ｃの先端部は、装着孔７ｂにおける小径段部７ｄの開口内から抜け出す。これに伴って開閉ボール７ｆは、圧縮バネ７ｇの弾性力により押圧されて小径段部７ｄの開口を閉鎖し、アーム側エアー通路７ｃ内に供給される圧縮空気が装着孔７ｂの吐出口から外部に放出されるのを規制する。
【００４８】
そしてアーム側アタッチメント３から突き出されたツール側アタッチメント５は、その自重によりツール載置台側へ落下してアーム側アタッチメント３から完全に取外される。特に、アーム側アタッチメント３及びツール側アタッチメント５の連結面が垂直方向を向いた状態であっても、アーム側アタッチメント３に対してツール側アタッチメント５が突き出されるため、ツール側アタッチメント５の取外し作業を簡易、かつ短時間に行うことができる。
【００４９】
また、アーム側アタッチメント３からツール側アタッチメント５が離間された際には、圧縮バネ７ｇにより押圧される開閉ボール７ｆにより小径段部７ｄの開口を閉鎖して圧縮空気の放出を自動的に遮断することができる。
【００５０】
本発明は、以下のように変更実施することができる。
１．カム部材１７の外周面に形成される突出し用傾斜溝及びボール受け部材２３の内周面に形成される離脱用傾斜溝を、所要の方向に向かって傾斜したテーパ面としたが、カム部材１７の移動直交方向断面が円弧状の溝であってもよい。
【００５１】
２．カム部材１７に形成されるロック用傾斜溝を、傾斜したテーパ面としたが、図１１に示すように三角面を、少なくとも２面、組合わせた傾斜角錐溝１２１としてもよい。この例においては、傾斜角錐溝１２１に相対する係合用傾斜溝を傾斜角錐溝と対称の傾斜角錐溝、又は軸線直交方向断面が円弧状の傾斜円弧溝であってもよい。
【００５２】
３．カム部材１７の外周面に形成される解除用傾斜溝及びボール受け部材２３の内周面に形成される離脱用傾斜溝を、所要の方向に傾斜したテーパ面又はカム部材１７の移動直交方向断面が円弧状とする場合にあっては、浅溝側を湾曲状に形成してもよい。
【００５３】
４．上記説明において、作動部材をシリンダ構造としたが、プランジャーにカム部材が固着された電磁ソレノイドであってもよい。この場合にあっては、電磁ソレノイド内に装着された弾性部材としての圧縮バネにより、カム部材を、常にロック位置側に付勢する構造とすればよい。
【００５４】
５．上記説明においては、装着孔７ｂ内に圧縮バネ７ｇを設け、常には該圧縮バネ７ｇの弾性力により開閉ボール７ｆを付勢して吐出口部を閉鎖する構成としたが、装着孔７ｂの吐出側を、中心部に開口を有した円錐形状とし、装着孔７ｂ内に供給される圧縮空気の圧力及び自重により、常に吐出口部の開口を開閉ボール７ｆで閉鎖するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ロボットアームカップリング装置の概略を示す斜視図である。
【図２】アーム側アタッチメントとツール側アタッチメントを分離した状態のロボットアームカップリング装置を示す中央縦断面図である。
【図３】アーム側アタッチメントからボール支持部材を取外してカム部材を示す斜視図である。
【図４】ボール受けリングの斜視図である。
【図５】アーム側及びツール側アタッチメントにおける流体通路の継断機構を示す部分断面図である。
【図６】ツール側アタッチメント及びツール側アタッチメントの連結初期の状態を示す縦断面図である。
【図７】シリンダ部材を作動する際の状態を示す縦断面図である。
【図８】ロック状態を示す縦断面図である。
【図９】ロック解除の初期状態を示す縦断面図である。
【図１０】ロック解除に伴う突出し状態を示す縦断面図である。
【図１１】ロック用傾斜溝の変更例を示す説明図である。
【００５６】
１  ロボットアームカップリング装置
３  アーム側アタッチメント
５  ツール側アタッチメント
７  アーム側固定盤
７ｂ  装着孔
７ｃ  アーム側エアー通路
７ｆ  開閉部材としての開閉ボール
９  作動部材としてのシリンダ部材
１１  ボール支持部材
１３  ロック用ボール
１５  突出し用ボール
１７  カム部材
１７ａ  ロック用傾斜溝
１７ｂ  解除用傾斜溝
１９  弾性部材としての圧縮ばね
２１  ツール側固定盤
２１ａ  ツール側エアー通路
２１ｂ  接続口部
２３  ボール受け部材
２３ａ  ロック用係合溝
２３ｂ  突出し用傾斜溝
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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