特許 6930895 自動工具交換用カップラー及び自動工具交換装置

(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】6930895

(24)【登録日】2021年8月16日

(45)【発行日】2021年9月1日

(54)【発明の名称】自動工具交換用カップラー及び自動工具交換装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/04 20060101AFI20210823BHJP

【ＦＩ】

   B25J15/04 A

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-209591(P2017-209591)

(22)【出願日】2017年10月30日

(65)【公開番号】特開2019-81212(P2019-81212A)

(43)【公開日】2019年5月30日

【審査請求日】2020年10月7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】110002675

【氏名又は名称】特許業務法人ドライト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷口 陽介

(72)【発明者】

【氏名】釣本 賢司

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平５−３０１１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−９６４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２１３４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００５９４２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第４６７６１４２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１６４８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−２５２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１７８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平４−８３５８８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １５／０４

Ｂ２３Ｑ ３／１２

Ｂ２３Ｂ ３１／００ − ３１／４２

Ｆ１６Ｄ ２５／００ − ２５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機器の本体側に着脱自在に取り付けられる第１連結部材と、工具側に着脱自在に取り付けられる第２連結部材とを備え、前記第１連結部材はシリンダ室と、前記シリンダ室に接続され、前記シリンダ室の軸方向に平行に配置された連結ポートと分離ポートとを有し、前記連結ポート又は前記分離ポートへの気体の供給により前記第１連結部材に設けられたカムを移動させ、前記第１連結部材に対して前記第２連結部材を連結又は分離する自動工具交換装置に用いられる自動工具交換用カップラーであって、
カップラー本体と、
前記カップラー本体の一側表面に設けられ、前記第１連結部材が前記第２連結部材と連結状態にあるか否かにより切換る第１方向切換え弁、及び、前記第１連結部材が置台に載せられた前記第２連結部材と連結状態にあるか否かにより切換る第２方向切換え弁と
を備え、
前記カップラー本体は、
複数のポートと、複数の前記ポートを連通する複数の流路と、
一側表面に、
連結用気体を導入する配管が接続される連結入力ポートと、
分離用気体を導入する配管が接続される分離入力ポートと、
前記一側表面に対向する他側表面に、
前記連結ポートに接続される連結出力ポートと、
前記分離ポートに接続される分離出力ポートと
を有し、
前記連結入力ポートと前記連結出力ポートは同軸上に配置され、
前記分離出力ポートは前記連結出力ポートに対し、前記シリンダ室の軸方向に平行に配置され、
前記分離入力ポートは、前記分離出力ポートに対し中心が少なくとも直径の長さだけ半径方向にずれた位置に配置されている
ことを特徴とする自動工具交換用カップラー。

【請求項2】

前記カップラー本体は、
前記分離入力ポートと前記第１方向切換え弁を繋ぐ入力流路と、
前記第１方向切換え弁と前記第２方向切換え弁を繋ぐ内部流路と、
前記第２方向切換え弁と前記分離出力ポートを繋ぐ出力流路と
を有することを特徴とする請求項１に記載の自動工具交換用カップラー。

【請求項3】

前記カップラー本体の他側表面に配置される第２カップラー本体を備え、
一側表面に、
前記連結出力ポートが接続される第２連結入力ポートと、
前記分離出力ポートが接続される第２分離入力ポートと、
前記一側表面に対向する他側表面に、
前記連結ポートに接続される第２連結出力ポートと、
前記分離ポートに接続される第２分離出力ポートと、
前記第２連結入力ポートと前記第２連結出力ポートとを繋ぐ連結流路と、
前記第２分離入力ポートと前記第２分離出力ポートとを繋ぐ分離流路と
を有す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用カップラー。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動工具交換用カップラーが設けられた前記第１連結部材と、
前記第１方向切換え弁に対応する位置にドグが設けられた前記第２連結部材と
を備えたことを特徴とする自動工具交換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動工具交換用カップラー及び自動工具交換装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

各種機器、例えば産業用ロボットに適用される工具交換装置として、ロボット側に取り付けられる第１連結部材と、工具側に取り付けられる第２連結部材とを備えるものが開示されている（例えば、特許文献１）。第１連結部材は、突起部と、突起部から半径方向に突出可能なカムとが第１連結本体に設けられている。第２連結部材には、前記突起部が挿入可能な連結穴が第２連結本体に形成されており、当該連結穴の内周面に前記カムが係合可能な係合部品が設けられている。工具交換装置は、突起部が連結穴に挿入された状態で、カムが係合部品に係合することにより、第１連結部材と第２連結部材が連結する。またカムと係合部品の係合を解除することにより、第１連結部材と第２連結部材は分離する。このようにして工具交換装置は、産業用ロボットに取り付ける工具を交換することができる。

【0003】

上記のような工具交換装置では、第１連結部材と第２連結部材が連結状態にあるとき、誤操作によって分離することを防ぐための機構が開示されている（例えば、特許文献２）。上記特許文献２には、第１連結部材が第２連結部材と連結状態にあるか否かにより機械的に切換る第１方向切換え弁と、第１連結部材が置台に載置された第２連結部材と連結状態にあるか否かにより機械的に切換る第２方向切換え弁とを設け、第１連結部材と第２連結部材とが分離状態にあるとき又は、連結状態にある第１・第２連結部材の当該第２連結部材側が置台に載置されているときにのみ上記第１・２方向切換え弁を介して分離ポートへの気体流路が繋がるようにした自動工具交換用カップラーが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２５０３２７号公報

【特許文献2】特許第３５６４５６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献２の場合、第１連結部材の分離ポート及び連結ポートとは異なる位置に配置され、ロボット側から供給された分離用気体は自動工具交換用カップラー及びチューブを介して分離ポートに供給される。したがって自動工具交換装置の周囲にチューブが配置されているため、ロボットが旋回した際にチューブが外部環境と干渉する可能性が高まる。また、周囲のチューブは不確定要素であるため、オフラインティーチングが困難であるという問題があった。このように従来の自動工具交換用カップラーは、自動工具交換装置の機能を制限してしまう、という問題があった。

【0006】

本発明は、自動工具交換装置の利便性をより向上することができる自動工具交換用カップラー及び自動工具交換装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る自動工具交換用カップラーは、機器の本体側に着脱自在に取り付けられる第１連結部材と、工具側に着脱自在に取り付けられる第２連結部材とを備え、前記第１連結部材はシリンダ室と、前記シリンダ室に接続され、前記シリンダ室の軸方向に平行に配置された連結ポートと分離ポートとを有し、前記連結ポート又は前記分離ポートへの気体の供給により前記第１連結部材に設けられたカムを移動させ、前記第１連結部材に対して前記第２連結部材を連結又は分離する自動工具交換装置に用いられる自動工具交換用カップラーであって、カップラー本体と、前記カップラー本体の一側表面に設けられ、前記第１連結部材が前記第２連結部材と連結状態にあるか否かにより切換る第１方向切換え弁、及び、前記第１連結部材が置台に載せられた前記第２連結部材と連結状態にあるか否かにより切換る第２方向切換え弁とを備え、前記カップラー本体は、複数のポートと、複数の前記ポートを連通する複数の流路と、一側表面に、連結用気体を導入する配管が接続される連結入力ポートと、分離用気体を導入する配管が接続される分離入力ポートと、前記一側表面に対向する他側表面に、前記連結ポートに接続される連結出力ポートと、前記分離ポートに接続される分離出力ポートとを有し、前記連結入力ポートと前記連結出力ポートは同軸上に配置され、前記分離出力ポートは前記連結出力ポートに対し、前記シリンダ室の軸方向に平行に配置され、前記分離入力ポートは、前記分離出力ポートに対し中心が少なくとも直径の長さだけ半径方向にずれた位置に配置されている。

【0008】

本発明に係る自動工具交換装置は、上記自動工具交換用カップラーが設けられた第１連結部材と、前記第１方向切換え弁に対応する位置にドグが設けられた第２連結部材とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、複数のポートを連通する複数の流路を有し、分離入力ポートは、分離出力ポートに対し中心が少なくとも直径の長さだけ半径方向にずれた位置に配置したことにより、直接分離ポートと連結ポートに機器の本体側の配管を接続できる。したがって、自動工具交換装置は、カップラーと、分離ポート及び連結ポートを繋ぐ配管を省略できるため、利便性をより向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態の工具交換装置を示す斜視図である。

【図2】本実施形態の工具交換装置の分離状態を示す、図１におけるＡ−Ａ断面図であり、図２Ａは第１連結部材、図２Ｂは第２連結部材である。

【図3】本実施形態の第１連結部材を示す斜視図である。

【図4】本実施形態の自動工具交換用カップラーを示す正面図である。

【図5】本実施形態の自動工具交換用カップラーの空気圧回路図である。

【図6】本実施形態の工具交換装置の動作の説明に供する、図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図7】本実施形態の工具交換装置の連結状態を示す断面図である。

【図8】本実施形態の工具交換装置の連結状態を示す正面図である。

【図9】本実施形態の変形例に係る工具交換装置を示す斜視図である。

【図10】本実施形態の変形例に係る自動工具交換用カップラーの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0012】

１．全体構成
（自動工具交換装置）
図１に示す自動工具交換装置１０は、機器の本体である産業用ロボットのアームの先端（図示しない）に固定される第１連結部材１２Ａと、工具（図示しない）に固定される第２連結部材１４とを備える。本図に示す第２連結部材１４は、第１連結部材１２Ａに連結されていない状態では、置台２４に設置されている。第１連結部材１２Ａは、第１連結本体１６Ａに設けられた位置決めピン１７を、第２連結部材１４の第２連結本体１５に形成された位置決め穴１３に挿入することにより、第２連結部材１４に対し正確に位置決めされる。工具は特に限定されないが、例えばスポット溶接ガンや、ロボットハンドなどが用いられる。第１連結部材１２Ａとロボットアーム、及び第２連結部材１４と工具は、図示しない締結具、例えばボルトにより、着脱自在に締結される。ロボットアームと工具は、自動工具交換装置１０を介して、連結されると共に、分離される。

【0013】

第１連結部材１２Ａには、自動工具交換用カップラー（以下、「カップラー」という）１８が設けられている。カップラー１８は、第１方向切換え弁２０と第２方向切換え弁２１とを有する。第２連結部材１４には、第１方向切換え弁２０に対応した位置に、第１ドグ２２が設けられている。置台２４には、第２方向切換え弁２１に対応した位置に、第２ドグ２６が設けられている。

【0014】

図２Ａに示すように、第１連結部材１２Ａは、第１連結本体１６Ａと、第１連結本体１６Ａに設けられた、シリンダ３０、コイルバネ３２、及びカム３４を有する。コイルバネ３２は、シリンダ３０を一方向に押し上げるように装填されている。シリンダ３０は、一方向及び他方向（以下、軸方向という）に直線運動することにより、カム３４を回転運動させる。

【0015】

第１連結本体１６Ａは、略板状に形成された板状部２５と、当該板状部２５の表面から突出した突起部２７と、板状部２５内に形成されたシリンダ室３１と、当該シリンダ室３１の同軸上であって前記突起部２７内に形成されたカム機構収容室２８とが形成されている。シリンダ室３１は、板状部２５の他表面に形成された穴を、蓋４０で閉塞することにより、形成される。シリンダ室３１には、分離ポート３６と連結ポート３８が軸方向に並んで接続されている。板状部２５の表面には、突起部２７の周縁に第１接触面１２Ｓが形成されている。

【0016】

シリンダ３０は、シリンダ室３１内に配置されるピストン３３と、ピストン３３の中心軸に設けられたピストンロッド３５と、ピストンロッド３５の先端側に形成された操作部３９とを有する。ピストン３３は、シリンダ室３１内を軸方向に摺動するように形成されている。分離ポート３６と連結ポート３８は、ピストン３３を挟んでシリンダ室３１の軸方向の一方側と、他方側に接続されている。ピストンロッド３５は、基端がピストン３３に連結されており、先端がカム機構収容室２８に配置されている。ピストンロッド３５の先端には、操作部３９が設けられている。操作部３９は、ピストンロッド３５を半径方向に大きくした略円盤形状であり、軸方向に隙間を有する。

【0017】

カム３４は、逆Ｌ字型の部材であって、略中心において支持軸３７を介して第１連結本体１６Ａの突起部２７に回転自在に支持されており、一端側に付加部４９、他端側に作用部５５が形成されている。付加部４９は、カム３４の一端を挟んで一側に湾曲した凹面が形成されており、他側に平坦面が形成されている。作用部５５は円弧形状に形成されている。付加部４９は、操作部３９の隙間に挿入され、凹面が隙間の上部に、平坦面が隙間の下部に接触している。カム３４は、ピストンロッド３５の直線運動によって、操作部３９が凹面を押し下げたり、操作部３９が平坦面を押し上げたりすることにより、支持軸３７を中心として回転する。カム３４は、突起部２７の円周上に複数、本実施形態の場合、３個、均等に設けられている。

【0018】

図２Ｂに示すように、第２連結部材１４は、第２連結本体１５と、第２連結本体１５に固定された係合部品４２とを有する。第２連結本体１５は、略板状に形成されており、厚さ方向に開口した連結穴４４を有する。連結穴４４は、カム３４の位置に対応した円周方向の位置に、係合部品４２が設置されている。

【0019】

図３に示すように、第１連結本体１６Ａは、カップラー１８を取り付ける取付部５１が外周面に設けられている。取付部５１は、分離ポート３６、連結ポート３８、及びネジ穴５３が設けられている。分離ポート３６及び連結ポート３８は、シリンダ３０の軸方向に平行に並んで設けられている。本図の場合、分離ポート３６が上側、連結ポート３８が下側に配置されている。

【0020】

（カップラー）
カップラー１８は、図４に示すように、カップラー本体１９を有し、当該カップラー本体１９の一側表面に、第１方向切換え弁２０と、第２方向切換え弁２１とが設けられている。カップラー本体１９は、一側表面に分離入力ポート４１と連結入力ポート４３が設けられ、他側表面に分離出力ポート４５と連結出力ポート４７が設けられており、内部に各ポートを連通する複数の流路（本図には図示しない）を有する。

【0021】

分離入力ポート４１及び連結入力ポート４３には、図示しないが、コネクタを介して配管に接続される。配管はソレノイドバルブを介して圧縮機に接続されている。ソレノイドバルブは、分離入力ポート４１への分離用気体又は連結入力ポート４３への連結用気体の給気と、分離入力ポート４１又は連結入力ポート４３からの排気を切換える。分離入力ポート４１と連結入力ポート４３の中心間距離は、分離ポート３６と連結ポート３８の中心間距離以上に離れているのが好ましい。分離入力ポート４１と連結入力ポート４３の中心間距離が近すぎると、配管を分離入力ポート４１と連結入力ポート４３に接続する際の作業が困難になる。分離入力ポート４１と連結入力ポート４３の中心間距離は、分離ポート３６と連結ポート３８の中心間距離と略同じであるのがより好ましい。この場合、カップラー１８を用いずに直接配管を分離ポート３６と連結ポート３８に接続する場合と同様の手順で配管を分離入力ポート４１と連結入力ポート４３に接続することができるので、違和感なく作業をすることができる。略同じとは、完全に同一である場合に限られず、カップラー１８を用いずに配管を分離ポート３６と連結ポート３８に直接接続する場合に比べ、オペレータに違和感を与えない範囲を含む。

【0022】

分離出力ポート４５と連結出力ポート４７は、取付部５１の分離ポート３６と連結ポート３８にそれぞれ対応する位置に設けられている。連結入力ポート４３と連結出力ポート４７は略同軸上に配置されている。略同軸上とは、完全な同軸上に限定されるものではなく、連結入力ポート４３と連結出力ポート４７の中心軸が連結入力ポート４３の半径の長さ程度にずれている場合を含む。

【0023】

分離出力ポート４５は連結出力ポート４７に対し、前記シリンダ室３１の軸方向に略平行に配置されている。分離入力ポート４１は、分離出力ポート４５に対し中心が少なくとも直径の長さだけ半径方向にずれた位置に配置されている。本図の場合、分離入力ポート４１は、分離出力ポート４５に対し、左側にずれた位置に配置されている。

【0024】

カップラー本体１９は、横長矩形の板状部材であって、長手方向一側（本図の場合左側）に分離入力ポート４１及び連結入力ポート４３が配置されており、長手方向他側（本図の場合右側）に第１方向切換え弁２０と第２方向切換え弁２１が配置されている。カップラー本体１９は、下端が、第１連結本体１６Ａの第１接触面１２Ｓと同じ高さに配置される。分離入力ポート４１は、分離出力ポート４５に対し、第１方向切換え弁２０及び第２方向切換え弁２１から離れる方向（本図の場合左側）にずれた位置に設けられている。

【0025】

第１方向切換え弁２０及び第２方向切換え弁２１は、ポートを３個有するバルブであり、機械式、電磁式のいずれを用いることもできる。本実施形態の場合、第１方向切換え弁２０及び第２方向切換え弁２１は、機械式のバルブを用いる。第１方向切換え弁２０は、第１バルブ４８、第２方向切換え弁２１は、第２バルブ５０を有する。第１方向切換え弁２０と第２方向切換え弁２１は、第１バルブ４８及び第２バルブ５０が、カップラー本体１９の下端より下方へ突出するように配置されている。

【0026】

第１方向切換え弁２０は、第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４が連結状態にあるか否かにより、第１方向切換え弁２０の出力を切換える。第１方向切換え弁２０は、第１バルブ４８が、第１ドグ２２に接触したか否かによって、第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４が連結状態にあるか否かを検出する（図８）。

【0027】

第２方向切換え弁２１は、第１連結部材１２Ａが置台２４に載せられた第２連結部材１４と連結状態にあるか否かにより、第２方向切換え弁２１の出力を切換える。第２方向切換え弁２１は、第２バルブ５０が、第２ドグ２６に接触したか否かによって、第１連結部材１２Ａが置台２４に載せられた第２連結部材１４と連結状態にあるか否かを検出する。

【0028】

カップラー１８は、カップラー本体１９の厚さ方向に貫通する貫通穴に挿入した取り付けネジ（図示しない）を、取付部５１のネジ穴にねじ込むことにより、第１連結部材１２Ａに固定される。カップラー１８が取付部５１に固定されることにより、分離出力ポート４５がガスケット（図示しない）を介して分離ポート３６に、連結出力ポート４７がガスケットを介して連結ポート３８に接続される。ガスケットとしては、例えばＯリングを用いることができる。

【0029】

図５を参照して、カップラー１８の内部に形成されている空気圧回路を説明する。第１方向切換え弁２０と第２方向切換え弁２１は、第１〜第３ポート２０ａ〜２０ｃ、２１ａ〜２１ｃを有する。第１方向切換え弁２０と第２方向切換え弁２１は、スプリングによって、常時、第１位置Ｐ１に保持される。第１バルブ４８は第１ドグ２２によって、第２バルブ５０は第２ドグ２６によって、スプリングに対向して押された場合に、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２にそれぞれ切換る。

【0030】

連結入力ポート４３は、連結入力流路６０を介して連結出力ポート４７に接続されている。分離入力ポート４１は、入力流路５２を介して第１方向切換え弁２０の第２ポート２０ｂに接続されている。第１方向切換え弁２０と第２方向切換え弁２１は、第１ポート２０ａ，２１ａ同士が内部流路としての第１内部流路５６を介して、第３ポート２０ｃ，２１ｃ同士が内部流路としての第２内部流路５４を介して接続されている。第２方向切換え弁２１の第２ポート２１ｂは、出力流路５８を介して分離出力ポート４５に接続されている。

【0031】

第１方向切換え弁２０は、第１位置Ｐ１において、第２ポート２０ｂと第３ポート２０ｃとを接続する。第１バルブ４８は、第２位置Ｐ２に切換ったとき、第２ポート２０ｂと第１ポート２０ａを接続する。第２方向切換え弁２１は、第１位置Ｐ１において、第３ポート２１ｃと第２ポート２１ｂとを接続する。第２バルブ５０は、第２位置Ｐ２に切換ったとき、第１ポート２１ａと第２ポート２１ｂとを接続する。

【0032】

２．動作及び効果
次に、第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４を連結する動作を説明する。まず、第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４を同軸上に配置し、位置決めする。この状態で給排気機構を通じて、ピストン３３を挟んでシリンダ室３１の一方側に、分離ポート３６から流体として気体を供給する。この気体によってピストン３３の一方側の圧力がコイルバネ３２の力を上回ると、ピストン３３が他方側へ移動、すなわち下降する。これにより操作部３９がカム３４の付加部４９を押し下げる。そうするとカム３４は、支持軸３７を中心として矢印方向、すなわち図２中反時計回りに回転する。これによりカム３４は、突起部２７内に収容される（図６）。

【0033】

次いで、第１連結部材１２Ａの突起部２７を第２連結部材１４の連結穴４４に、第１接触面１２Ｓが第２接触面１４Ｓに接触するまで挿入する。この状態で給排気機構を通じて、ピストン３３を挟んでシリンダ室３１の一方側の気体を分離ポート３６から排出する。同時にピストン３３を挟んでシリンダ室３１の他方側へ連結ポート３８から気体を供給する。この気体による圧力に、コイルバネ３２の力が加わり、ピストン３３は、他表面側へ移動、すなわち上昇する。これにより操作部３９がカム３４の付加部４９を押し上げる。そうするとカム３４は、支持軸３７を中心として矢印方向、すなわち本図中時計回りに回転する。この回転によって、カム３４は突起部２７から放射状に突出し、作用部５５が係合部品４２の係合面と係合する。このようにして第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４が連結される（図７）。

【0034】

さらに、ピストン３３を挟んでシリンダ室３１の他方側へ連結ポート３８から気体を排出する。同時にピストン３３を挟んでシリンダ室３１の一方側に、分離ポート３６から気体を供給し、カム３４を反時計回りに回転させ突起部２７内に収容する。このようにして第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４を分離することができる。

【0035】

本実施形態の自動工具交換装置１０は、カップラー１８を備えていることにより、第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４が分離している状態、第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４が連結されて作業中の状態、置台２４に載せられた第２連結部材１４に、第１連結部材１２Ａを挿入した状態において、以下のように動作する。

【0036】

（分離状態）
第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４が分離している状態のとき、すなわち第１ドグ２２及び第２ドグ２６が第１位置Ｐ１にあるとき、分離入力ポート４１は、第１方向切換え弁２０及び第２方向切換え弁２１を介して、分離出力ポート４５に接続された状態となっている。したがって、図示しないソレノイドバルブを操作することにより、上記シリンダ３０を連結方向及び分離方向に動作させることができる。

【0037】

（ロボット作業中）
第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４が連結した状態で作業中のとき、第２連結部材１４は置台２４から離れているので、第１ドグ２２が第２位置Ｐ２にあり、第２ドグ２６が第１位置Ｐ１にある。このとき、第２方向切換え弁２１が閉弁状態となり、分離入力ポート４１は分離出力ポート４５と切断されている。したがって、オペレータの誤操作や、電気ノイズなどにより、図示しないソレノイドバルブが動作したとしても、第１連結部材１２Ａから不用意に第２連結部材１４が分離することを防止することができる。

【0038】

（第１連結部材１２Ａと、置台２４に載せられた第２連結部材１４の分離及び連結動作）
置台２４に載せられた第２連結部材１４に、第１連結部材１２Ａを挿入した状態のとき（図８）、すなわち第１ドグ２２及び第２ドグ２６が第２位置Ｐ２にあるとき、分離入力ポート４１は、第１方向切換え弁２０と第２方向切換え弁２１を介して、分離出力ポート４５に接続された状態となっている。したがって、図示しないソレノイドバルブを操作することにより、上記シリンダ３０を連結方向及び分離方向に動作させることができる。

【0039】

本実施形態に係るカップラー本体１９は、複数のポートを連通する複数の流路を有し、分離入力ポート４１は、分離出力ポート４５に対し中心が少なくとも直径の長さだけ半径方向にずれた位置に配置したことにより、分離ポート３６と連結ポート３８にロボット側の配管を直接接続できる。したがって、自動工具交換装置１０は、カップラー１８と、分離ポート３６及び連結ポート３８を繋ぐ配管を省略できるため、利便性をより向上することができる。中心を半径方向にずらした位置に配置したことにより、分離入力ポート４１と分離出力ポート４５の干渉が避けられ、カップラー本体１９を小型化することができる。

【0040】

カップラー１８は、長手方向左側に分離入力ポート４１及び連結入力ポート４３が配置され、長手方向右側に第１方向切換え弁２０と第２方向切換え弁２１が配置されており、分離入力ポート４１を分離出力ポート４５に対し左側にずれた位置に設けたので、全体として小型化を実現することができる。したがってカップラー１８は、小型の自動工具交換装置１０、すなわちシリンダ３０の軸方向長さが小さい第１連結部材１２Ａに好適である。

【0041】

３．変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。

【0042】

上記実施形態の場合、シリンダ３０の軸方向長さが小さい第１連結部材１２Ａに適用する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば図９に示すように、カップラー１８は、より大型の第１連結部材１２Ｂに適用することもできる。当該カップラー１８は、カップラー本体１９の他側表面、すなわち取付部５１側の表面に配置される第２カップラー本体６１を備える。

【0043】

図１０に示すように、第１連結本体１６Ｂは、分離ポート３６と連結ポート３８の間の間隔が、カップラー本体１９の他側表面に形成された分離出力ポート４５と連結出力ポート４７の間隔より長い。第２カップラー本体６１は、縦長矩形の板状部材であって、一側表面に第２分離入力ポート６２と、第２連結入力ポート６３とを有し、図示しないが他側表面に、第２分離出力ポートと、第２連結出力ポートとを有する。第２分離入力ポート６２と、第２連結入力ポート６３は、カップラー本体１９の他側表面に形成された分離出力ポート４５（図４）と、連結出力ポート４７（図４）に対応した位置に形成されている。第２分離出力ポートと、第２連結出力ポートは、取付部５１に形成された、分離ポート３６と、連結ポート３８に対応した位置に形成されている。また第２カップラー本体６１は、図示しないが、内部に、第２分離入力ポート６２と第２分離出力ポートとを繋ぐ分離流路と、第２連結入力ポート６３と第２連結出力ポートとを繋ぐ連結流路とを有する。

【0044】

第２カップラー本体６１を間に挟んでカップラー１８を取付部５１に固定することにより、分離出力ポート４５は、第２分離入力ポート６２、第２分離出力ポートを介して分離ポート３６に接続される。同様に、連結出力ポート４７は、第２連結入力ポート６３、第２連結出力ポートを介して、連結ポート３８に接続される。

【0045】

上記変形例に係る第２カップラー本体６１を用いることにより、カップラー本体１９を、より大型の第１連結部材１２Ｂに適用することができる。したがってカップラー１８は、部品の共通化を図ることができ、汎用性を向上することができる。

【0046】

上記実施形態の場合、自動工具交換装置１０は、図２に示す断面構造を有する構成に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、第１連結部材１２Ａと第２連結部材１４を分離又は連結する圧縮気体を導入する分離ポート３６及び連結ポート３８が、軸方向に平行に配置されているものであれば、他の構成の自動工具交換装置に適用することができる。

【0047】

上記実施形態の場合、分離入力ポート４１を分離出力ポート４５に対し左側にずれた位置に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限られず、右側にずれた位置に設けてもよい。また分離入力ポート４１は、分離出力ポート４５に対し上側又は下側にずれた位置に設けてもよい。分離入力ポート４１を分離出力ポート４５に対し、上側又は下側にずれた位置に設けることにより、入力流路５２と出力流路５８の干渉も避けることができるので、カップラー本体をより薄型化することができる。さらに分離入力ポート４１を分離出力ポート４５に対し少なくとも直径の長さだけ左側であって、上下方向、すなわち分離出力ポート４５に対し左斜め上方向の所定位置、又は左斜め下方向の所定位置に設けてもよい。上方向又は下方向の所定位置とは、入力流路５２と出力流路５８の干渉を避けることができる位置である。分離入力ポート４１を分離出力ポート４５に対し左斜め上方向又は下方向の所定位置に設けることにより、カップラー本体の縦と横の長さ、及び厚さを最適化できるので、カップラーをより小型化することができる。

【符号の説明】

【0048】

１０ 自動工具交換装置
１２Ａ、１２Ｂ 第１連結部材
１４ 第２連結部材
１８ カップラー
１９ カップラー本体
２０ 第１方向切換え弁
２１ 第２方向切換え弁
２２ 第１ドグ（ドグ）
２４ 置台
３１ シリンダ室
３４ カム
３６ 分離ポート
３８ 連結ポート
４１ 分離入力ポート
４３ 連結入力ポート
４５ 分離出力ポート
４７ 連結出力ポート
５２ 入力流路
５４ 第２内部流路（内部流路）
５６ 第１内部流路（内部流路）
５８ 出力流路
６１ 第２カップラー本体
６２ 第２分離入力ポート
６３ 第２連結入力ポート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】