特許 6496495 自動工具交換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6496495

(24)【登録日】2019年3月15日

(45)【発行日】2019年4月3日

(54)【発明の名称】自動工具交換装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/04 20060101AFI20190325BHJP

【ＦＩ】

   B25J15/04 A

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-120141(P2014-120141)

(22)【出願日】2014年6月11日

(65)【公開番号】特開2015-231658(P2015-231658A)

(43)【公開日】2015年12月24日

【審査請求日】2017年6月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000111085

【氏名又は名称】ニッタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】表 信宏

(72)【発明者】

【氏名】西尾 英樹

【審査官】 松田 長親

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１２７０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３０１１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３０１１８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動機構及び複数の係止機構を有する第１ユニットと、
前記複数の係止機構のそれぞれに対応する複数の係止部を有する第２ユニットとを備え、
前記第１ユニットに設けられた突起部を前記第２ユニットに設けられた孔に挿入したとき、前記突起部内の前記複数の係止機構が前記対応する係止部のそれぞれに対して係止状態となることで、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが相互に連結される、自動工具交換装置であって、
前記複数の係止機構は、それぞれ、前記突起部の前記孔への挿入方向と直交する直交方向に沿った回動軸を中心として回動可能に、前記突起部に支持されており、
前記駆動機構は、前記挿入方向と前記挿入方向とは反対の反対方向とに進退可能なヘッド部材と、前記ヘッド部材と接続された一端部及び前記一端部よりも前記挿入方向の下流において前記突起部に収容された他端部を有する下部出力部と、前記直交方向に沿った揺動軸を中心として揺動可能に前記下部出力部の前記他端部に連結された上部出力部とを有し、
前記上部出力部における前記挿入方向及び前記直交方向の双方と直交する方向の両側面に、前記複数の係止機構のそれぞれと係合する複数の凹部が設けられており、
前記ヘッド部材の進退により前記複数の凹部が移動することで、対応する前記凹部に挿入された尖り部をそれぞれ有する前記複数の係止機構が、前記回動軸を中心として回動し、前記突起部の外部に突出した位置又は前記突起部の内部に収容された位置を取ることで、前記対応する係止部のそれぞれに対して係止状態又は係止解除状態となることを特徴とする、自動工具交換装置。

【請求項2】

前記上部出力部は、前記直交方向に延びる連結ピンにより、前記下部出力部に対して揺動可能に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の自動工具交換装置。

【請求項3】

前記上部出力部において、前記挿入方向の上流端にある始端部と、前記挿入方向の下流端にある終端部との間に、前記複数の凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の自動工具交換装置。

【請求項4】

前記複数の係止機構は、それぞれ、前記尖り部と、前記尖り部の反対側に設けられた、前記対応する係止部と当接する係合部とを有し、前記係合部が前記対応する係止部と当接することによって、前記対応する係止部に対して係止状態となることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動工具交換装置。

【請求項5】

前記複数の係止機構は、それぞれ、前記尖り部と前記係合部との間に設けられた直線部をさらに有し、
前記下部出力部は、前記複数の係止機構を前記係止解除状態に維持するために前記複数の係止機構の前記直線部と接触する拡径部を有することを特徴とする、請求項４に記載の自動工具交換装置。

【請求項6】

前記ヘッド部材及び前記下部出力部が、前記挿入方向に移動するとき、前記複数の係止機構が回動することによって、前記突起部の内部に前記複数の係止機構が収容されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動工具交換装置。

【請求項7】

前記下部出力部は、前記上部出力部の前記下部出力部に対する揺動角度範囲を規制する係合機構を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項記載の自動工具交換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各種産業用ロボットに適用される自動工具交換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

各種産業用ロボットに適用される自動工具交換装置（Auto Tool Changer）として、ロボットの操作手段に接続される第１ユニットと、種々の工具が取り付けられる少なくとも１つの第２ユニットとを備え、第２ユニットを第１ユニットに着脱可能に連結したものが知られている。当該装置において、第１ユニットは駆動機構及び係止機構を有し、第２ユニットは係止機構に対応する係止部を有する。駆動機構により係止機構を駆動し、係止機構を係止部に対して係止状態又は係止解除状態とする。１つの駆動機構で１つの係止機構を駆動する場合、複数の係止機構を駆動するためには、係止機構の数に対応する数の駆動機構が必要になる。係止機構の数に対応する数の駆動機構を備えた自動工具交換装置は、駆動機構の数の分、寸法が大きくなるという問題がある。

【0003】

上記問題を解決するため、本願の出願人は、例えば特許文献１に示すように、１つの駆動機構で３つ以上の係止機構を駆動することができる自動工具交換装置を提案している。しかしながら、特許文献１の自動工具交換装置は、高中負荷用ロボットに好適な構成であり、使用時に加わる大きな荷重に耐え得る高強度で複雑な構造を有するため、製造コストが高く、寸法が大きくなるという問題がある。低負荷用ロボットに適用される自動工具交換装置は、低可搬重量に対応した簡素な構造が必要である。

【0004】

ここで、図４を参照し、上述のように１つの駆動機構で３つ以上の係止機構を駆動することができる自動工具交換装置の一例について説明する。当該一例に係る自動工具交換装置６０１は、高中負荷用ロボットに好適な構成であり、一端面６０４ａに突起部６４０が形成されるとともに他端面６０４ｂにロボットアーム等の操作部が取り付けられる第１ユニット６０４と、一端面６０５ａに溶接器具等の各種工具が取り付けられるとともに突起部６４０を挿入可能な孔６５０を有する第２ユニット６０５とを備えている。第１ユニット６０４と第２ユニット６０５とは、カム機構（係止機構）６４６とロックピン（係止部）６５１との当接（即ち、カム機構６４６がロックピン６５１に対して係止状態となること）によって、相互に連結される。

【0005】

第１ユニット６０４は、シリンダ部６４４、ピストン（駆動機構）６４５、一対の弾性部材６４８、及び、カム機構（係止機構）６４６を有する。第２ユニット６０５は、孔６５０内に、カム機構６４６に対応するロックピン（係止部）６５１を有する。ピストン６４５は、カム機構６４６と係合する凹部が設けられたピストン出力部６４７を含む。ピストン６４５によりカム機構６４６を駆動し、カム機構６４６を対応するロックピン６５１に対して係止状態又は係止解除状態とする。

【0006】

第１ユニット６０４と第２ユニット６０５との連結動作は、以下のとおりである。まず、図４（ａ）に示すように、第１ユニット６０４と第２ユニット６０５との各外周部の位置を相互に合わせる。このとき、ロボットアーム（図示略）からシリンダ部６４４にエアが供給されている。そして、このエアの供給に伴う圧力によって、ピストン６４５が図４（ａ）中の白抜き矢印の方向６１０に移動する。また、この移動に伴い、一対の弾性部材６４８が上記方向６１０に付勢（圧縮）される。

【0007】

次に、図４（ｂ）において、突起部６４０を孔６５０に挿入した状態で、シリンダ部６４４の弾性部材６４８側の空間に、第１ユニット６０４と第２ユニット６０５との連結用のエアが供給される。これによって、当該空間の内圧が増加すると、安全機構として機能する各弾性部材６４８に、図４（ａ）中の白抜き矢印の方向６１０と反対の方向の復元力が生じる。そして、上記空間の内圧力及び各弾性部材６４８の復元力に応じて、ピストン６４５が上記反対の方向に移動する。この移動に伴い、カム機構６４６が、図４（ｂ）で反時計回り（太線矢印の方向６２０）に回動し、ロックピン６５１と当接することによって、ロックピン６５１に対して係止状態となる。これによって、カム機構６４６が突起部６４０の孔６５０への挿入方向と反対方向に移動することが規制され、第１ユニット６０４と第２ユニット６０５との連結が完了する。

【0008】

自動工具交換装置６０１においては、１つのピストン６４５の進退により、３つ以上のカム機構６４６を回動させることができる。また、ピストン出力部６４７における凹部の終端側の境界周面に、当該境界周面に対する滑動が可能な環状滑動体６４９が設けられている。環状滑動体６４９の境界周面に対する滑動により、カム機構６４６やロックピン６５１に加工誤差がある場合や、装置６０１の使用中にカム機構６４６やロックピン６５１に摩耗が生じた場合においても、カム機構６４６とロックピン６５１との均等な当接・係止状態を確保することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第３１７７８１４号公報

【特許文献2】特開２０１２−２５０３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

図４の自動工具交換装置６０１は、使用時に加わる大きな荷重に耐え得る高強度で複雑な構造を有するため、製造コストが高く、寸法が大きくなるという問題がある。

【0011】

本発明の目的は、低可搬重量に対応した簡素な構造を有し、製造コストを低減でき、かつ、寸法を小さく抑えることができる、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】

【0012】

本発明に係る自動工具交換装置は、駆動機構及び複数の係止機構を有する第１ユニットと、前記複数の係止機構のそれぞれに対応する複数の係止部を有する第２ユニットとを備え、前記第１ユニットに設けられた突起部を前記第２ユニットに設けられた孔に挿入したとき、前記突起部内の前記複数の係止機構が前記対応する係止部のそれぞれに対して係止状態となることで、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが相互に連結される、自動工具交換装置であって、前記複数の係止機構は、それぞれ、前記突起部の前記孔への挿入方向と直交する直交方向に沿った回動軸を中心として回動可能に、前記突起部に支持されており、前記駆動機構は、前記挿入方向と前記挿入方向とは反対の反対方向とに進退可能なヘッド部材と、前記ヘッド部材と接続された一端部及び前記一端部よりも前記挿入方向の下流において前記突起部に収容された他端部を有する下部出力部と、前記直交方向に沿った揺動軸を中心として揺動可能に前記下部出力部の前記他端部に連結された上部出力部とを有し、前記上部出力部における前記挿入方向及び前記直交方向の双方と直交する方向の両側面に、前記複数の係止機構のそれぞれと係合する複数の凹部が設けられており、前記ヘッド部材の進退により前記複数の凹部が移動することで、対応する前記凹部に挿入された尖り部をそれぞれ有する前記複数の係止機構が、前記回動軸を中心として回動し、前記突起部の外部に突出した位置又は前記突起部の内部に収容された位置を取ることで、前記対応する係止部のそれぞれに対して係止状態又は係止解除状態となることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、低可搬重量に対応した簡素な構造を有し、製造コストを低減でき、かつ、寸法を小さく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る自動工具交換装置を構成する第１ユニットと第２ユニットとが連結される前の状態を示す側断面図である。

【図2】（ａ）は、第１ユニットと第２ユニットとの連結のために各カム機構を駆動する前の状態を示す側断面図であり、（ｂ）は、第１ユニットと第２ユニットとが連結された状態を示す側断面図である。

【図3】第１ユニットと第２ユニットとが連結されるときのピストンと各カム機構の動作を示す図である。

【図4】従来の自動工具交換装置を構成する第１ユニットと第２ユニットとの連結動作を示す図であって、（ａ）は、第１ユニットと第２ユニットとが連結される前の状態を示す側断面図であり、（ｂ）は、第１ユニットと第２ユニットとが連結された状態を示す側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。

【0016】

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る自動工具交換装置１００は、ロボットアーム（図示略）と工具（図示略）との間に取り付けられるものであり、他端面４００ｂにロボットアームが着脱可能な第１ユニット４００と、一端面５００ａに工具が着脱可能な第２ユニット５００とを有する。第１ユニット４００と第２ユニット５００とは、相互に連結可能である。

【0017】

ロボットアームは、第１ユニット４００との間で、エアの給排気を行うことが可能である。ピストン（駆動機構）４５０は、この給排気に応じて、後述する２つのカム機構４６０を回動させるための駆動力を生成する。工具は、第２ユニット５００を予め取り付けられたものが複数用意され、棚上に配置されている。そして、工具が取り付けられた各第２ユニット５００のうち、作業に応じて１つの第２ユニット５００が選択され、選択された第２ユニット５００と第１ユニット４００とを着脱可能に連結することによって、ロボットアームに所定の作業をさせることが可能となっている。

【0018】

第１ユニット４００と第２ユニット５００との接合面には、電気、空気、油、水等の経路の接続用のコネクタが具備されている。当該コネクタを適正に接続させるために、第１ユニット４００と第２ユニット５００との位置決めをする必要がある。このため、第２ユニット５００は、２つの位置決め用孔５６０（図１では、１つだけ示す。）を有し、第１ユニット４００は、２つの位置決め用孔５６０のそれぞれに挿入される２本の位置決め用ピン４１０（図１では、１本だけ示す。）を有する。

【0019】

（第１ユニット４００の構成）
図１に示すように、第１ユニット４００は、外周部４００ｃが略円柱状に形成されており、他端面４００ｂと反対側の一端面４００ａの中央部から突出する突起部４４０を有する。突起部４４０は、椀型の略円柱状に形成されている。

【0020】

また、第１ユニット４００は、シリンダ蓋４２０、シリンダ部４３０、シリンダ部４３０に収容されたピストン（駆動機構）４５０、突起部４４０の内部から突起部４４０の外部に突出可能な２つのカム機構（係止機構）４６０、及び、ロボットアームとシリンダ部４３０との間においてエアの供給又は排出を行うためのポート４０５ａ，４０５ｂを有する。なお、各カム機構４６０の一部は、突起部４４０に形成された凹状の収容空間４４０ａに収容されており、ピストン４５０の一部は、突起部４４０に形成された略円柱状の収容空間４４０ｂに収容されている。

【0021】

ピストン４５０は、ヘッド部材４５０ａ、ヘッド部材４５０ａと接続された下部ピストン（下部出力部）４５０ｂ、及び、下部ピストン４５０ｂに対して揺動可能に連結された上部ピストン（上部出力部）４８０を有する。

【0022】

下部ピストン４５０ｂは、ナット等の締結部材４６５によって、ヘッド部材４５０ａと一体化されている。下部ピストン４５０ｂは、円柱状の摺動部材４５５内に配置され、摺動部材４５５の内周面に対して摺動する。下部ピストン４５０ｂは、ヘッド部材４５０ａと接続された一端部とは反対側の（上部ピストン４８０と連結された）他端部に、１つの拡径部４７０ａを有する。

【0023】

上部ピストン４８０は、下部ピストン４５０ｂと同軸上にあり、連結ピン４７５により下部ピストン４５０ｂに対して揺動可能に連結されている。上部ピストン４８０は、始端側拡幅部４８０ａ、終端側拡幅部４８０ｂ、及び、２つの凹部４８０ｃを有する。上部ピストン４８０の始端部（ヘッド部材４５０ａ及び下部ピストン４５０ｂに近い側の端部）に始端側拡幅部４８０ａが形成され、上部ピストン４８０の終端部（ヘッド部材４５０ａ及び下部ピストン４５０ｂから遠い側の端部）に終端側拡幅部４８０ｂが形成され、上部ピストン４８０の始端部と終端部との間に２つの凹部４８０ｃが形成されている。始端側拡幅部４８０ａ、終端側拡幅部４８０ｂ及び２つの凹部４８０ｃは、始端部から終端部に向けて、一定の間隔をおいて設けられている。各凹部４８０ｃの断面はＣ型である。

【0024】

各カム機構４６０は、各凹部４８０ｃに挿入される尖り部４６０ａ、尖り部４６０ａの反対側に設けられた係合部４６０ｂ、及び、尖り部４６０ａと係合部４６０ｂとの間に設けられた直線部４６０ｃを有する。係合部４６０ｂは円弧面で構成され、直線部４６０ｃは略平坦な面で構成されている。各カム機構４６０は、突起部４４０の突出方向と垂直な方向に延びる支持ピン４９０により、突起部４４０に支持されている。各カム機構４６０は、尖り部４６０ａが凹部４８０ｃに挿入された状態（係合した状態）で、支持ピン４９０を中心として回動可能である。カム機構４６０は、第１ユニット４００の周方向に略１８０°毎に設けられている。２つのカム機構（図１に示す上側及び下側のカム機構）４６０は、互いに同じ構成である。

【0025】

図１に示すように、各ポート４０５ａ，４０５ｂは、エアチューブ（図示略）を介してロボットアーム（図示略）に接続されている。これにより、ロボットアームと第１ユニット４００との間で、エアの給排気が可能となっている。そして、ピストン４５０は、各ポート４０５ａ，４０５ｂへのエアの供給又は各ポート４０５ａ，４０５ｂからのエアの排出に応じて、第１ユニット４００の軸方向に沿って移動可能である。そして、この移動に伴い、各凹部４８０ｃに係合したカム機構４６０が支持ピン４９０を中心としてそれぞれ回動する。

【0026】

（第２ユニット５００の構成）
図１に示すように、第２ユニット５００は、外周部５００ｂが第１ユニット４００の外周部４００ｃと同じく略円柱状に形成されている。第２ユニット５００の一端面５００ａには、工具（図示略）が着脱可能に取り付けられる。

【0027】

第２ユニット５００は、突起部４４０を挿入可能な孔５５０、２つのカム機構４６０に対応する２つのロックピン（係止部）５１０、及び、位置決め用ピン４１０を挿入可能な位置決め用孔５６０を有する。孔５５０は、突起部４４０と略同一形状を有する。位置決め用孔５６０は、位置決め用ピン４１０と対応する位置に形成されている。

【0028】

（第１ユニット４００及び第２ユニット５００の連結動作）
以下、図１及び図２を参照しながら、第１ユニット４００及び第２ユニット５００の連結動作について説明する。

【0029】

まず、図１に示すように、第１ユニット４００と第２ユニット５００との各外周部４００ｃ，５００ｂの位置を相互に合わせる。このとき、ロボットアームから第１ユニット４００のシリンダ部４３０に向けて、ポート４０５ａを介して、エアが供給されている。そして、このエアの供給に伴う圧力（駆動力）によって、ピストン４５０が、シリンダ蓋４２０から離れる方向（図１中の白抜き矢印の方向２００）に移動する。この移動に伴い、下側のカム機構４６０は支持ピン４９０を中心として図１で時計回り（太線矢印の方向３００）に回動し、上側のカム機構４６０は支持ピン４９０を中心として図１で反時計回りに回動し、２つのカム機構４６０は対応する収容空間４４０ａにそれぞれ収容される。このとき、直線部４６０ｃは、拡径部４７０ａ及び始端側拡幅部４８０ａと接触した状態に維持される。

【0030】

図２（ａ）は、第１ユニット４００が図１に示す方向２００に移動することにより、突起部４４０が孔５５０に挿入され、第２ユニット５００の第１ユニット４００側の他端面５００ｃが第１ユニット４００の一端面４００ａと接触した状態である。すなわち、図２（ａ）は、連結のために各カム機構４６０を駆動する前の状態を示す。

【0031】

その後、突起部４４０が孔５５０に挿入された状態で、シリンダ部４３０からポート４０５ａを介してロボットアームに向けてエアが排出されるとともに、ロボットアームからポート４０５ｂを介してシリンダ部４３０に向けてエアが供給される。このエアの給排気に伴う駆動力に応じて、ピストン４５０が、図２（ｂ）中の黒塗り矢印の方向（シリンダ蓋４２０に近づく方向）３５０に移動する。

【0032】

この移動に伴い、各カム機構４６０において、直線部４６０ｃと始端側拡幅部４８０ａとの接触状態が解除される。さらに、下側のカム機構４６０が支持ピン４９０を中心として図２（ｂ）で反時計回り（太線矢印の方向３８０）に回動し、上側のカム機構４６０が支持ピン４９０を中心として図２（ｂ）で時計回りに回動することによって、係合部４６０ｂとロックピン５１０とが当接する。これにより、各カム機構４６０が対応するロックピン５１０に対して係止状態となる。

【0033】

これによって、各カム機構４６０が突起部４４０の孔５５０への挿入方向（図１の方向２００）と反対方向に移動することが規制されるとともに、第２ユニット５００の他端面５００ｃが第１ユニット４００の一端面４００ａと接触することにより、第１ユニット４００と第２ユニット５００との連結が完了する。

【0034】

（連結時の上部ピストン４８０と各カム機構４６０の動作）
図３は、第１ユニット４００と第２ユニット５００とが連結される時の上部ピストン４８０と各カム機構４６０の動作を示す図である。

【0035】

図３に示すように、各カム機構４６０は、尖り部４６０ａが始端側拡幅部４８０ａと係合すること（凹部４８０ｃに配置されること）、及び、直線部４６０ｃが拡径部４７０ａと接触することにより、ロックピン５１０に対する係止解除状態を維持する。このとき、各カム機構４６０の中心線Ｋ４０は、下部ピストン４５０ｂの中心線Ｋ３５と略平行である。

【0036】

上部ピストン４８０は、連結ピン４７５を中心として、下部ピストン４５０ｂに対して揺動する。ここで、下部ピストン４５０ｂは、連結ピン４７５を支持する部分に、切込み底面（係合機構）４７０ｂを有する。上部ピストン４８０の下部ピストン４５０ｂに対する揺動角度範囲Ｋ３０は、切込み底面４７０ｂと、上部ピストン４８０における始端側拡幅部４８０ａの角部４８５ａ、４８５ｂとの係合により、規制されている。これにより、各カム機構４６０が係止解除状態の位置から回動を開始し、尖り部４６０ａが終端側拡幅部４８０ｂに接触することが確実に行われる。また、各カム機構４６０が対応するロックピン５１０に対して係止状態となる際、２つのカム機構４６０が対応するロックピン５１０と同時に当接するように、上部ピストン４８０が連結ピン４７５を中心として下部ピストン４５０ｂに対して揺動する。

【0037】

次に、自動工具交換装置１００の使用時の状態について説明する。

【0038】

自動工具交換装置１００によると、上部ピストン４８０が連結ピン４７５を中心として下部ピストン４５０ｂに対して揺動することができる。すなわち、上部ピストン４８０は、連結ピン４７５を中心として、収容空間４４０ａ側に揺動する。

【0039】

各カム機構４６０が対応するロックピン５１０と当接する際、上部ピストン４８０が連結ピン４７５を中心として下部ピストン４５０ｂに対して揺動可能である。そのため、カム機構４６０やロックピン５１０に加工誤差がある場合や、装置１００の使用中にカム機構４６０やロックピン５１０に摩耗が生じた場合においても、カム機構４６０とロックピン５１０との均等な当接・係止状態を確保することができる。

【0040】

具体的には、係止状態にあるカム機構４６０とロックピン５１０との間に隙間が生じた場合、ピストン４５０の作用により上部ピストン４８０が下方（上部ピストン４８０から下部ピストン４５０ｂに向かう方向）に変位しようとする力によって、当該隙間がなくなり、上部ピストン４８０の下方への変位が不能な状態となるように、上部ピストン４８０が連結ピン４７５を中心として下部ピストン４５０ｂに対して揺動可能である。

【0041】

すなわち、本実施形態では、上部ピストン４８０が下部ピストン４５０ｂに対して揺動することにより、カム機構４６０やロックピン５１０の加工誤差又は摩耗を補償し、カム機構４６０とロックピン５１０との均等な当接・係止状態を確保することができる。つまり、構成部材の加工誤差や摩耗を補償することができ、第１ユニット４００と第２ユニット５００との適正な連結状態を長期に亘って維持することができる。

【0042】

以上に述べたように、本実施形態によれば、低可搬重量に対応した簡素な構造を有し、製造コストを低減でき、かつ、寸法を小さく抑えることができる。本実施形態に係る自動工具交換装置１００は、低負荷用ロボットに好適な構成である。

【0043】

また、各カム機構４６０のそれぞれを係合する凹部４８０ｃが設けられており、各カム機構４６０と直接接触する上部ピストン４８０が、下部ピストン４５０ｂと一体ではなく下部ピストン４５０ｂとは別の部材として、下部ピストン４５０ｂと連結されており、下部ピストン４５０ｂから分離可能である。このため、上部ピストン４８０が摩耗等によって交換が必要になった際には、上部ピストン４８０を下部ピストン４５０ｂから分離して交換すればよく、ピストン４５０全体を交換する必要がない。したがって、上部ピストン４８０が下部ピストン４５０ｂと一体として構成されている場合に比べ、自動工具交換装置１００の部品コストを低減できる。

【0044】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

【0045】

・上記実施形態では、ロボットアームと第１ユニット４００との間でエアの給排気を行うことによって、カム機構４６０を回動させるが、ロボットアームと第１ユニット４００との間で液体の供給又は排出を行うことによって、カム機構４６０を回動させてもよく、或いは、モーター、ソレノイド等を用いた駆動機構によって、カム機構４６０を回動させてもよい。
・上記実施形態では、第１ユニット４００の外周部４００ｃと第２ユニット５００の外周部５００ｂとが略円柱状であるが、各外周部の形状は適宜変更可能である。
・上記実施形態では、突起部４４０が椀型の略円柱状であるが、突起部４４０の形状は適宜変更可能である。同様に、突起部４４０を挿入可能な孔５５０の形状も、突起部４４０の形状に応じて適宜変更してよい。

【符号の説明】

【0046】

１００ 自動工具交換装置
４００ 第１ユニット
４０５ａ，４０５ｂ ポート
４１０ 位置決め用ピン
４２０ シリンダ蓋
４３０ シリンダ部
４４０ 突起部
４４０ａ，４４０ｂ 収容空間
４５０ ピストン（駆動機構）
４５０ａ ヘッド部材
４５０ｂ 下部ピストン（下部出力部）
４５５ 摺動部材
４６０ カム機構（係止機構）
４６０ａ 尖り部
４６０ｂ 係合部
４６０ｃ 直線部
４６５ 締結部材
４７０ａ 拡径部
４７０ｂ 切込み底面（係合機構）
４７５ 連結ピン
４８０ 上部ピストン（上部出力部）
４８０ａ 始端側拡幅部
４８０ｂ 終端側拡幅部
４８０ｃ 凹部
４８５ａ，４８５ｂ 角部
４９０ 支持ピン
５００ 第２ユニット
５１０ ロックピン（係止部）
５５０ 孔
５６０ 位置決め用孔
Ｋ３０ 揺動角度範囲
Ｋ３５，Ｋ４０ 中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】