特開 2023-101169 エンドエフェクタ交換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023101169

(43)【公開日】2023-07-20

(54)【発明の名称】エンドエフェクタ交換装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/04 20060101AFI20230712BHJP

   B23Q 7/04 20060101ALI20230712BHJP

   B23Q 3/155 20060101ALI20230712BHJP

【ＦＩ】

B25J15/04 A

B23Q7/04 Z

B23Q3/155 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022001601

(22)【出願日】2022-01-07

(71)【出願人】

【識別番号】000102511

【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(72)【発明者】

【氏名】弓場 浩

【テーマコード（参考）】

3C002

3C033

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C002KK01

3C033HH00

3C707GS02

3C707GS04

3C707HS14

(57)【要約】

【解決手段】エンドエフェクタ交換装置１０の第１アダプタ１２は、エアの給排によって駆動されるピストン５２と、ピストンに一体的に連結されるカム部材５６と、カム部材のカム部６２の側面に当接する係合ボール６６とを備える。第２アダプタ６８は、カム部の側面に当接可能な解除操作具９２が挿入される分離操作孔８０を有する。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットアームまたは搬送装置に取り付けられる第１アダプタと、エンドエフェクタが取り付けられる第２アダプタとを備え、前記第１アダプタが前記第２アダプタに連結および分離可能に取り付けられるエンドエフェクタ交換装置であって、
前記第１アダプタは、エアの給排によって駆動されるピストンと、前記ピストンに一体的に連結されるカム部材と、前記カム部材のカム部の側面に当接する係合ボールとを備え、前記カム部材が第１位置にあるとき、前記係合ボールが突出して前記第１アダプタと前記第２アダプタとの分離が阻止され、前記カム部材が第２位置にあるとき、前記係合ボールが退避して前記第１アダプタと前記第２アダプタとの分離が許容され、
前記第２アダプタは、前記カム部の側面に当接可能な解除操作具が挿入される分離操作孔を有するエンドエフェクタ交換装置。

【請求項2】

請求項１記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記カム部材の側面は、前記カム部材が前記第１位置にあるとき前記係合ボールが当接する第１テーパ面と、前記カム部材が前記第２位置にあるとき前記係合ボールが完全に退避できるスペースを提供する第２テーパ面と、前記第１テーパ面と前記第２テーパ面との間の円筒面とを備えるエンドエフェクタ交換装置。

【請求項3】

請求項１記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記第１アダプタは、第１アダプタボデイとクランプベースとを備え、前記係合ボールは、前記クランプベースの突出部の保持孔に配置されるエンドエフェクタ交換装置。

【請求項4】

請求項３記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記第２アダプタは、第２アダプタボデイとクランププレートとを備え、前記第２アダプタボデイは、前記分離操作孔を有し、前記クランププレートは、前記係合ボールが当接する係合面を有するエンドエフェクタ交換装置。

【請求項5】

請求項４記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記クランプベースの前記突出部は、端部に一対の切欠き溝を有し、前記解除操作具の先端が前記一対の切欠き溝の一方に入り込むエンドエフェクタ交換装置。

【請求項6】

請求項５記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記一対の切欠き溝は、前記第１アダプタの中心軸線に沿う方向から見た場合に該中心軸線を通る一つの直線上に配置され、
前記突出部は複数の保持孔を有し、前記複数の保持孔の各々に前記係合ボールが配置され、前記複数の保持孔は、前記第１アダプタの中心軸線に沿う方向から見た場合に前記直線に関して対称に配置され、前記直線の一方に配置される第１グループの保持孔、および、前記直線の他方に配置される第２グループの保持孔は、それぞれ周方向に均等に配置されるエンドエフェクタ交換装置。

【請求項7】

請求項６記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記直線を挟んで隣接する前記第１グループの保持孔と前記第２グループの保持孔が前記第１アダプタの中心軸線の回りになす角度は、前記第１グループにおいて互いに隣接する保持孔が前記第１アダプタの中心軸線の回りになす角度よりも大きいエンドエフェクタ交換装置。

【請求項8】

請求項７記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記クランプベースが嵌合する前記第１アダプタボデイの凹部は、前記第１アダプタの中心軸線に沿う方向から見た場合、直線状の二辺と円弧状の二辺を組み合わせた四角形状であり、前記第１アダプタボデイは、前記凹部のうち前記直線状の二辺に対応する部分に近接する位置で前記第１アダプタボデイの側面に開口する流体ポートを有し、前記クランププレートが嵌合する前記第２アダプタボデイの凹部は、前記第２アダプタの中心軸線に沿う方向から見た場合、直線状の二辺と円弧状の二辺を組み合わせた四角形状であり、前記第２アダプタボデイは、前記凹部のうち前記直線状の二辺に対応する部分に近接する位置で前記第２アダプタボデイの側面に開口する流体ポートを有し、前記第１アダプタボデイの前記流体ポートは、前記第２アダプタボデイの前記流体ポートに連通するエンドエフェクタ交換装置。

【請求項9】

請求項７記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記クランプベースが嵌合する前記第１アダプタボデイの凹部は、前記第１アダプタの中心軸線に沿う方向から見た場合、直線状の二辺と円弧状の二辺を組み合わせた四角形状であり、前記第１アダプタボデイは、前記凹部のうち前記直線状の二辺に対応する部分に近接する位置で前記第１アダプタボデイの側面に開口する流体ポートを有し、前記クランププレートが嵌合する前記第２アダプタボデイの凹部は、前記第２アダプタの中心軸線に沿う方向から見た場合、直線状の二辺と円弧状の二辺を組み合わせた四角形状であり、前記第２アダプタボデイは、前記凹部のうち前記直線状の二辺に対応する部分に近接する側面にスリットを有するエンドエフェクタ交換装置。

【請求項10】

請求項８または請求項９記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記第１アダプタボデイは、前記ピストンによって区画される二つの圧力室にエアを給排する第１ポートおよび第２ポートを有し、前記第１ポートおよび前記第２ポートは、前記第１アダプタボデイの前記凹部の外周のうち前記円弧状の一辺に対応する部分に近接して配置されるエンドエフェクタ交換装置。

【請求項11】

請求項８または請求項９記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記第１アダプタボデイの前記凹部の外周のうち前記円弧状の一辺に対応する部分に近接する位置で、前記第１アダプタボデイに第１コネクタが取り付けられ、前記第２アダプタボデイの前記凹部の外周のうち前記円弧状の一辺に対応する部分に近接する位置で、前記第２アダプタボデイに第２コネクタが取り付けられ、前記第１コネクタの電気接点は、前記第２コネクタの電気接点に接続されるエンドエフェクタ交換装置。

【請求項12】

請求項１記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記分離操作孔は雌ねじを備え、前記解除操作具は、前記分離操作孔に螺合する解除ボルトであるエンドエフェクタ交換装置。

【請求項13】

請求項１記載のエンドエフェクタ交換装置において、
前記解除操作具は、解除棒であるエンドエフェクタ交換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットアームまたは搬送装置に工具、治具、チャック、グリッパ等の部材（以下「エンドエフェクタ」という）を交換可能に取り付けるエンドエフェクタ交換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ロボットアームにエンドエフェクタを着脱可能に取り付ける装置が知られている。例えば、特許文献１には、ロボットアームに固定された第１連結部材と工具部材に固定された第２連結部材とを着脱可能に連結する工具交換装置が記載されている。

【0003】

上記工具交換装置では、第１連結部材のリリース室に圧縮エアが供給されると、第１連結部材に配置されたピストンと一体の出力ロッドが移動する。出力ロッドは、係合ボールの退避溝を備え、出力ロッドが移動すると、係合ボールが第２連結部材の受け面から離間することが可能になる。出力ロッドを移動させた後、第１連結部材を上昇させれば、第１連結部材が第２連結部材から離脱する。

【0004】

上記工具交換装置は、ピストンの端面に係合する第２操作ロッドおよび第２操作ロッドに係合する第１操作ロッドを備える。メンテナンス等において圧縮エアの供給が停止された場合、第１操作ロッドを手動で操作することにより、ピストンを移動させ、第１連結部材を第２連結部材から離脱させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１３１３０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記工具交換装置は、ピストンの端面に係合する操作ロッドを備えているため、連結部材がピストンの移動方向に長くなり、装置が大型化するおそれがある。

【0007】

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、ロボットアームまたは搬送装置に取り付けられる第１アダプタと、エンドエフェクタが取り付けられる第２アダプタとを備え、第１アダプタが第２アダプタに連結および分離可能に取り付けられるエンドエフェクタ交換装置である。第１アダプタは、エアの給排によって駆動されるピストンと、ピストンに一体的に連結されるカム部材と、カム部材のカム部の側面に当接する係合ボールとを備える。カム部材が第１位置にあるとき、係合ボールが突出して第１アダプタと第２アダプタとの分離が阻止され、カム部材が第２位置にあるとき、係合ボールが退避して第１アダプタと第２アダプタとの分離が許容される。第２アダプタは、カム部の側面に当接可能な解除操作具が挿入される分離操作孔を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係るエンドエフェクタ交換装置は、解除操作具が挿入される分離操作孔を有するので、エアの供給が停止した場合は、解除操作具により手動で第１アダプタを第２アダプタから分離することができる。また、解除操作具がカム部の側面に当接可能な構成となっているので、装置全体の高さを可及的に低くしながら、第１アダプタを第２アダプタから手動で分離するために必要な構成をコンパクトに配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置の外観図である。

【図2】図２は、図１のエンドエフェクタ交換装置の第１アダプタの断面図である。

【図3】図３は、図１のエンドエフェクタ交換装置の第１アダプタを図２の場合とは異なる平面で切断したときの断面図である。

【図4】図４は、すべての係合ボールの中心を通る平面で、図１のエンドエフェクタ交換装置の第１アダプタを切断したときの断面図である。

【図5】図５は、図１のエンドエフェクタ交換装置の第１アダプタの底面図である。

【図6】図６は、図１のエンドエフェクタ交換装置の第２アダプタの断面図である。

【図7】図７は、図１のエンドエフェクタ交換装置の第２アダプタの平面図である。

【図8】図８は、図１のエンドエフェクタ交換装置をＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿って切断したときの断面図である。

【図9】図９は、図１のエンドエフェクタ交換装置をＩＸ－ＩＸ線に沿って切断したときの断面図である。

【図10】図１０は、カム部材が引込端に移動したときの図８に対応する図である。

【図11】図１１は、解除操作具によってカム部材を引込端に移動させたときの図９に対応する図である。

【図12】図１２は、本発明の第２実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置の外観図である。

【図13】図１３は、図１２のエンドエフェクタ交換装置の断面図である。

【図14】図１４は、本発明の第３実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置１０について、図１～図１１を参照しながら説明する。図１に示されるように、エンドエフェクタ交換装置１０は、ロボットアーム（図示せず）に取り付けられる第１アダプタ１２と、エンドエフェクタ（図示せず）が取り付けられる第２アダプタ６８とを備える。以下の説明において、上下に関する言葉を用いたときは、便宜上、図２、図３、図６、図８を含む図面上での方向をいうものであって、部材等の実際の配置を限定するものではない。

【0012】

図２および図３に示されるように、第１アダプタ１２は、第１アダプタボデイ１４、クランプベース３２、ピストン５２、カム部材５６、第１コネクタ６４および複数の係合ボール６６から構成される。第１アダプタボデイ１４は、下方に開口する有底状のシリンダ孔１６を有する。第１アダプタボデイ１４の下端には、シリンダ孔１６の下端から径方向外方に拡がる凹部１８が形成されている。

【0013】

クランプベース３２は、シリンダ孔１６に嵌合する嵌合部３４と、嵌合部３４の下端から外方に延びるフランジ部３６と、フランジ部３６の下端から下方に延びる円筒状の突出部３８とを有する。クランプベース３２の嵌合部３４は、第１アダプタボデイ１４のシリンダ孔１６に嵌合する。クランプベース３２のフランジ部３６は、第１アダプタボデイ１４の凹部１８に嵌合する。シリンダ孔１６の下端は、クランプベース３２によって閉塞される。

【0014】

図５に示されるように、第１アダプタボデイ１４の凹部１８およびクランプベース３２のフランジ部３６は、第１アダプタ１２の中心軸線Ｘ１に沿う方向から見た場合、直線状の二辺１８ａ、１８ｂと円弧状の二辺１８ｃ、１８ｄを組み合わせた四角形状である。これにより、クランプベース３２は、第１アダプタボデイ１４に対して周方向に位置決めされる。クランプベース３２は、フランジ部３６に挿通される複数のボルト５０を用いて第１アダプタボデイ１４に固定される。クランプベース３２のフランジ部３６は、下方に突出する一対の位置決めピン３７を備える。

【0015】

第１アダプタボデイ１４のシリンダ孔１６にピストン５２が上下に摺動可能に配置される。ピストン５２に装着されたピストンパッキン５４がシリンダ孔１６の壁面に当接する。第１アダプタ１２の内部には、ピストン５２の上方に位置する第１圧力室２０と、ピストン５２の下方に位置する第２圧力室２２とが形成される。

【0016】

第１アダプタボデイ１４は、第１圧力室２０にエアを給排するための第１ポート２４と、第２圧力室２２にエアを給排するための第２ポート２６とを有する（図１参照）。第１ポート２４および第２ポート２６は、第１アダプタボデイ１４の凹部１８の外周のうち円弧状の辺１８ｃに対応する部分に近接する位置で、第１アダプタボデイ１４の側面に開口する。

【0017】

第１アダプタボデイ１４は、第１アダプタボデイ１４の側面に開口する複数の流体ポート２８を有する。複数の流体ポート２８は、第１アダプタボデイ１４の凹部１８の外周のうち直線状の二辺１８ａ、１８ｂに対応する部分に近接して配置される。複数の流体ポート２８には、エンドエフェクタに必要な流体を供給するための配管（図示せず）が接続される。第１アダプタボデイ１４は、複数の第１接続流路３０を有する。第１接続流路３０は、流体ポート２８に連通し、第１アダプタボデイ１４の下面に開口する。

【0018】

第１アダプタボデイ１４の凹部１８の外周のうち円弧状の辺１８ｄに対応する部分に近接する位置で、第１アダプタボデイ１４に第１コネクタ６４が取り付けられる。第１コネクタ６４には、エンドエフェクタに必要な電力を供給するための電気接点６５が配置されている。なお、参照符号３１ａで示されるのは、第１アダプタ１２をロボットアームに取り付けるボルトが挿通される孔である。また参照符号３１ｂで示されるのは、ロボットアームに対して第１アダプタ１２を位置決めするためのピンが挿通される孔である（図１参照）。

【0019】

クランプベース３２は、上下方向に貫通する孔部を有する。クランプベース３２の孔部は、上方の小径孔部４４ａと、段差面を介して小径孔部４４ａに連なる下方の大径孔部４４ｂとからなる。図４に示されるように、クランプベース３２の突出部３８は、外周面から内周面まで貫通する複数の保持孔４０ａ～４０ｆを有する。各保持孔４０ａ～４０ｆに係合ボール６６が配置される。各保持孔４０ａ～４０ｆの内径は、突出部３８の外周面の近傍において縮小されている。これにより、各保持孔４０ａ～４０ｆに配置された係合ボール６６は、突出部３８の外周面から脱落することなく、突出部３８から外方に突出可能である。

【0020】

カム部材５６は、ねじ部材５８を用いてピストン５２に連結され、ピストン５２から下方に延びる。カム部材５６は、ピストン５２と一体となって上下方向に移動可能である。カム部材５６は、上方の軸部６０と、軸部６０よりも径の大きい下方のカム部６２とからなる。カム部材５６の軸部６０は、クランプベース３２の小径孔部４４ａに挿通される。カム部材５６のカム部６２は、クランプベース３２の大径孔部４４ｂに収容される。

【0021】

クランプベース３２の嵌合部３４の内周に装着されたロッドパッキン４６は、カム部材５６の軸部６０に摺接する。クランプベース３２の嵌合部３４の外周に装着されたシール部材４８は、第１アダプタボデイ１４のシリンダ孔１６の壁面に当接する。ロッドパッキン４６およびシール部材４８により、第２圧力室２２が外部から気密に保持される。

【0022】

カム部６２の側面は、一定の半径を有する円筒面６２ａと、円筒面６２ａの上方に連なる第１テーパ面６２ｂと、円筒面６２ａの下方に連なる第２テーパ面６２ｃとを備える。第１テーパ面６２ｂは、上方に向かうほど径が大きくなるテーパ面であり、係合ボール６６を突出方向に付勢する作用面を構成する。第２テーパ面６２ｃは、下方に向かうほど径が小さくなるテーパ面であり、係合ボール６６が退避可能なスペースを提供する。

【0023】

図８に示されるように、カム部材５６が突出端（第１位置）まで下方に移動すると、係合ボール６６は、カム部６２の第１テーパ面６２ｂに当接し、第１テーパ面６２ｂから斜め外方に向かう力を受ける。これにより、係合ボール６６は、クランプベース３２の突出部３８から外方に突出する向きに付勢される。

【0024】

カム部材５６が上方に移動すると、係合ボール６６は、カム部６２の第２テーパ面６２ｃと向き合い、第２テーパ面６２ｃに向けて退避可能になる。図１０に示されるように、カム部材５６が引込端（第２位置）まで上方に移動すると、係合ボール６６は、クランプベース３２の突出部３８から外方に突出しない位置まで完全に退避することができる。

【0025】

カム部材５６が突出端に位置する状態から所定長さ上方に移動するまでの間、係合ボール６６は、カム部６２の円筒面６２ａに当接する。係合ボール６６がカム部６２の円筒面６２ａに当接している間は、係合ボール６６がクランプベース３２の突出部３８から外方に突出した状態が維持される。

【0026】

図３に示されるように、クランプベース３２の突出部３８は、下端に一対の切欠き溝４２ａ、４２ｂを有する。各切欠き溝４２ａ、４２ｂは、突出部３８の外周面から内周面まで延びる。図５に示されるように、一対の切欠き溝４２ａ、４２ｂは、第１アダプタ１２の中心軸線Ｘ１に沿う方向から見た場合、該中心軸線Ｘ１を通る直線Ｙ上に配置されている。

【0027】

図４に示されるように、クランプベース３２の突出部３８における複数の保持孔４０ａ～４０ｆは、第１アダプタ１２の中心軸線Ｘ１に沿う方向から見た場合、直線Ｙに関し対称に配置されている。複数の保持孔４０ａ～４０ｆは、直線Ｙの一方に配置される第１グループの保持孔４０ａ～４０ｃと、直線Ｙの他方に配置される第２グループの保持孔４０ｄ～４０ｆとに分けられる。第１グループの保持孔４０ａ～４０ｃおよび第２グループの保持孔４０ｄ～４０ｆは、それぞれ周方向に等間隔に配置される。

【0028】

第１グループにおいて互いに隣接する保持孔が第１アダプタ１２の中心軸線Ｘ１の回りになす角度をαとする。第２グループにおいて互いに隣接する保持孔が第１アダプタ１２の中心軸線Ｘ１の回りになす角度をαとする。また、直線Ｙを挟んで隣接する第１グループの保持孔と第２グループの保持孔が第１アダプタ１２の中心軸線Ｘ１に対してなす角度をβとする。角度βは、角度αよりも大きい。

【0029】

角度βをある程度大きくとることにより、保持孔４０ａ～４０ｆに対して切欠き溝４２ａ、４２ｂを上下方向（高さ方向）に重なる位置に配置することができる。すなわち、クランプベース３２の突出部３８の上下方向の長さ（高さ）を可及的に短くすることができる。本実施形態では、第１グループの保持孔４０ａ～４０ｃの数および第２グループの保持孔４０ｄ～４０ｆの数は、いずれも３個である。また、角度αは約５０度であり、角度βは約８０度である。

【0030】

図６および図７に示されるように、第２アダプタ６８は、第２アダプタボデイ７０、クランププレート８２および第２コネクタ９０から構成される。第２アダプタ６８が第１アダプタ１２に連結された状態において、第２アダプタ６８の中心軸線Ｘ２は、第１アダプタ１２の中心軸線Ｘ１と一致する。第２アダプタボデイ７０の外形は、第２アダプタ６８の中心軸線Ｘ２に沿う方向から見た場合、第１アダプタ１２の中心軸線Ｘ１に沿う方向から見た第１アダプタボデイ１４の外形と一致する。

【0031】

第２アダプタボデイ７０は、上下方向に貫通する孔部７２を有する。孔部７２の上部は段差面を経て外方に拡がっており、孔部７２の上部に凹部７４が形成されている。環状のクランププレート８２は、第２アダプタボデイ７０の凹部７４に嵌合し、複数のボルト８４を用いて第２アダプタボデイ７０に固定される。第２アダプタボデイ７０は、孔部７２から内方に延びるフランジ部７５を備える。第２アダプタボデイ７０の凹部７４およびクランププレート８２は、第２アダプタ６８の中心軸線Ｘ２に沿う方向から見た場合、直線状の二辺７４ａ、７４ｂと円弧状の二辺７４ｃ、７４ｄを組み合わせた四角形状である。これにより、クランププレート８２は、第２アダプタボデイ７０に対して周方向に位置決めされる。

【0032】

第２アダプタボデイ７０は、第２アダプタボデイ７０の側面に開口する複数の流体ポート７６を有する。複数の流体ポート７６は、第２アダプタボデイ７０の凹部７４の外周のうち直線状の二辺７４ａ、７４ｂに対応する部分に近接して配置される。複数の流体ポート７６には、エンドエフェクタに必要な流体を供給するための配管（図示せず）が接続される。第２アダプタボデイ７０は、複数の第２接続流路７８を有する。第２接続流路７８は、流体ポート７６に連通し、第２アダプタボデイ７０の上面に開口する。第１アダプタボデイ１４の各流体ポート２８は、第１接続流路３０および第２接続流路７８を介して、第２アダプタボデイ７０の各流体ポート７６に連通する。

【0033】

第１接続流路３０は、第１アダプタボデイ１４の凹部１８の外周のうち直線状の二辺１８ａ、１８ｂに対応する部分に近接して配置される。これにより、第１アダプタボデイ１４の凹部１８の外側において、第１接続流路３０を幅の広い領域に配置することができる。また、第２接続流路７８は、第２アダプタボデイ７０の凹部７４の外周のうち直線状の二辺７４ａ、７４ｂに対応する部分に近接して配置される。これにより、第２アダプタボデイ７０の凹部７４の外側において、第２接続流路７８を幅の広い領域に配置することができる。

【0034】

クランププレート８２の下面の内周には、係合ボール６６が当接可能なテーパ面（係合面）８８が形成されている。係合ボール６６がクランププレート８２のテーパ面８８に下方から当接した状態では、係合ボール６６を保持するクランプベース３２は、第２アダプタボデイ７０に対して上方に移動することができない。クランププレート８２は、上面に一対の位置決め孔８６を有する。クランプベース３２のフランジ部３６から突出する位置決めピン３７がクランププレート８２の位置決め孔８６に挿入される。

【0035】

図１および図９に示されるように、第２アダプタボデイ７０は、雌ねじを備えた分離操作孔８０を有する。分離操作孔８０は、第２アダプタボデイ７０の側面に開口し、第２アダプタボデイ７０の孔部７２まで延びている。分離操作孔８０は、クランプベース３２の突出部３８の切欠き溝４２ａに対応する位置に形成されている。

【0036】

前述のとおり、クランプベース３２の切欠き溝４２ａは、保持孔４０ａ～４０ｆに対して高さ方向に重なる位置に配置されるので、分離操作孔８０を形成するために第２アダプタボデイ７０を上下方向に長くする必要がない。すなわち、第２アダプタボデイ７０の高さを可及的に低くすることができる。これにより、エンドエフェクタ交換装置１０全体の高さを可及的に低くすることができる。

【0037】

解除操作具としての解除ボルト９２が分離操作孔８０に挿入螺合されている。解除ボルト９２の先端は、クランプベース３２の切欠き溝４２ａに入り込んでいる。解除ボルト９２の端部は、第２アダプタボデイ７０のフランジ部７５によって支持される。カム部材５６が突出端に移動した位置にあるとき、第２アダプタ６８の側面からドライバ等の工具を用いて解除ボルト９２を回転させ前進させると、解除ボルト９２の先端をカム部材５６の第２テーパ面６２ｃに当接させることができる。

【0038】

第２アダプタボデイ７０の凹部７４の外周のうち円弧状の辺７４ｄに対応する部分に近接する位置で、第２アダプタボデイ７０に第２コネクタ９０が取り付けられる。第２コネクタ９０には、エンドエフェクタに必要な電力を供給するための電気接点９１が配置される。第２コネクタ９０の電気接点９１は、第１コネクタ６４の電気接点６５に接続される。

【0039】

第２アダプタボデイ７０は、第２アダプタボデイ７０を上下方向に貫通するボルト挿通孔８１を有する。エンドエフェクタは、第２アダプタボデイ７０の上面からボルト挿通孔８１に挿通される図示しないボルトを用いて第２アダプタボデイ７０に取り付けられる。

【0040】

次に、エアの給排により第１アダプタ１２を第２アダプタ６８に連結する動作について説明する。初期状態において、ロボットアームに取り付けられた第１アダプタ１２は、所定のエンドエフェクタが取り付けられた第２アダプタ６８から分離されている。また、第２ポート２６を通じて第２圧力室２２にエアが供給されており、ピストン５２と一体のカム部材５６は、引込端（第２位置）まで移動している。

【0041】

上記初期状態からロボットアームを駆動して、クランプベース３２の突出部３８をクランププレート８２と向き合わせる。その後、第１アダプタ１２の中心軸線Ｘ１を第２アダプタ６８の中心軸線Ｘ２に一致させながら、第１アダプタ１２を第２アダプタ６８に接近させる。クランプベース３２の突出部３８は、環状のクランププレート８２の中央を通過して、第２アダプタボデイ７０の孔部７２に入り込む。

【0042】

このとき、クランプベース３２に保持された係合ボール６６は、カム部材５６のカム部６２の側面に当接してクランプベース３２の突出部３８から突出する可能性があるが、第１アダプタ１２を第２アダプタ６８に連結する力は生じない。カム部材５６が引込端（第２位置）に位置し、係合ボール６６が自由に移動可能な状態となっているからである。

【0043】

クランプベース３２の突出部３８が第２アダプタボデイ７０の孔部７２に入り込んだ後、第１ポート２４を通じて第１圧力室２０にエアを供給し、第２ポート２６を通じて第２圧力室２２のエアを排出する。これにより、ピストン５２と一体のカム部材５６が下方に移動する。カム部材５６が下方に移動すると、係合ボール６６は、カム部６２の第２テーパ面６２ｃに押されて、クランプベース３２の突出部３８から突出する。

【0044】

その後、係合ボール６６は、カム部６２の円筒面６２ａに当接し、さらに、カム部６２の第１テーパ面６２ｂに当接する。係合ボール６６は、第１テーパ面６２ｂに当接すると、第１テーパ面６２ｂに押されて、クランププレート８２のテーパ面８８との間で強く挟まれる。これにより、第１アダプタ１２が第２アダプタ６８に引き付けられる。

【0045】

この状態になると、第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から引き離す力が作用しても、第１アダプタ１２は第２アダプタ６８から分離しない。第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から引き離す力が作用すると、係合ボール６６は、カム部６２の第１テーパ面６２ｂから離れ、カム部６２の円筒面６２ａに当接するが、それ以上係合ボール６６を退避方向に移動させる力は作用しないからである。すなわち、セルフロックの状態になる。こうして、第２アダプタ６８に対する第１アダプタ１２の連結が完了する。

【0046】

次に、エアの給排により第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から分離する場合の動作について説明する。第１アダプタ１２が第２アダプタ６８に連結され、所定のエンドエフェクタが装着されたロボットアームによって作業が行われる。その後、エンドエフェクタを交換する場合、第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から分離することが必要になる。第２アダプタボデイ７０に対するエンドエフェクタの取付けおよび取外しは、第２アダプタボデイ７０の上面からボルト挿通孔８１を通じてボルトを挿抜することによって行われるからである。

【0047】

第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から分離するには、第２ポート２６を通じて第２圧力室２２にエアを供給し、第１ポート２４を通じて第１圧力室２０のエアを排出する。これにより、ピストン５２と一体のカム部材５６が引込端まで移動し、係合ボール６６は、クランプベース３２の突出部３８から突出しない位置まで退避できるようになる（図１０参照）。この状態で、第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から引き離す力を加えれば、係合ボール６６は、クランププレート８２のテーパ面８８に押されてクランプベース３２の突出部３８から突出しない位置に退避する。したがって、第１アダプタ１２が第２アダプタ６８から分離する。

【0048】

次に、解除ボルト９２の操作により第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から分離する場合について説明する。第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から分離するためのエアの供給が停止した場合、あるいは、ピストンパッキン５４の破損等によりピストン５２の推力が失われた場合を想定する。この場合、以下のように、解除ボルト９２を手動で操作することにより、第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から強制的に分離することができる。

【0049】

作業者は、第２アダプタ６８の側面からドライバ等の工具を用いて解除ボルト９２を螺進させ、解除ボルト９２の先端をカム部材５６の第２テーパ面６２ｃに当接させる。このとき、第２アダプタ６８またはエンドエフェクタを何らかの方法で動かないように支持しておくのが望ましい。そのように支持しないと、係合ボール６６が第２テーパ面６２ｃに当接する位置までカム部材５６が移動したとき、第１アダプタ１２と第２アダプタ６８との間に隙間が生じ、解除ボルト９２によるカム部材５６の押上げ量が小さくなるからである。解除ボルト９２をさらに螺進させれば、カム部材５６を引込端まで押し込むことができる（図１１参照）。エアの供給が停止しているときは、ピストン５２と一体のカム部材５６にはエアの圧力が作用していないので、解除ボルト９２の操作に必要な力は小さいもので済む。

【0050】

カム部材５６が引込端まで押し込まれると、係合ボール６６は、クランプベース３２の突出部３８から突出しない位置まで退避できるようになる。この状態で、第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から引き離す力を加えれば、係合ボール６６は、クランププレート８２のテーパ面８８に押されてクランプベース３２の突出部３８から突出しない位置に退避する。したがって、第１アダプタ１２が第２アダプタ６８から分離する。

【0051】

本実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置１０は、解除ボルト９２が挿入される分離操作孔８０を有する。このため、エアの供給が停止した場合は、解除ボルト９２を手動で操作して第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から分離することができる。また、クランプベース３２の切欠き溝４２ａは、保持孔４０ａ～４０ｆに対して高さ方向に重なる位置に配置され、第２アダプタボデイ７０の分離操作孔８０は、切欠き溝４２ａに対応する位置に形成される。このため、クランプベース３２の突出部３８の高さを可及的に低くすることができ、第２アダプタボデイ７０の高さを可及的に低くすることができる。したがって、エンドエフェクタ交換装置１０全体の高さを可及的に低くすることができる。

【0052】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置１００について、図１２および図１３を参照しながら説明する。なお、第２実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置１００において、第１実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置１０と同一または同等の構成要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0053】

エンドエフェクタ交換装置１００の第２アダプタボデイ７０は、一対のスリット１０２を側面に有する。一対のスリット１０２は、第２アダプタ６８を図示しないスタンドに支持するために使用される。第２アダプタ６８は、例えば、第２アダプタ６８の中心軸線Ｘ２が水平方向を向いた状態で、床面に設置されたスタンドに支持される。

【0054】

第２アダプタボデイ７０は、エンドエフェクタに必要な流体を供給するための複数の接続流路１０４を有する。各接続流路１０４は、第２アダプタボデイ７０を上下方向に貫通する。第１アダプタボデイ１４の各流体ポート２８は、第１接続流路３０を介して、第２アダプタボデイ７０の各接続流路１０４に連通する。なお、第２アダプタボデイ７０は、側面に開口する流体ポートを有していない。

【0055】

一対のスリット１０２および複数の接続流路１０４は、第２アダプタボデイ７０の凹部７４の外周のうち直線状の二辺７４ａ、７４ｂに対応する部分に近接して配置される。これにより、第２アダプタボデイ７０の凹部７４の外周において、一対のスリット１０２および複数の接続流路１０４を幅の広い領域に配置することができる。

【0056】

本実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置１００によれば、第２アダプタボデイ７０に一対のスリット１０２を形成する場合、第２アダプタボデイ７０においてスペース的に余裕をもたせた部位に形成することができる。

【0057】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置１１０について、図１４を参照しながら説明する。なお、第３実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置１１０において、第１実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置１０と同一または同等の構成要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0058】

第２アダプタボデイ７０は、解除操作具としての解除棒１１４を挿入するための分離操作孔１１２を有する。分離操作孔１１２は、雌ねじを備えていない。分離操作孔１１２は、第２アダプタボデイ７０の側面に開口し、第２アダプタボデイ７０の孔部７２まで延びている。分離操作孔１１２は、クランプベース３２の突出部３８の切欠き溝４２ａに対応する位置に形成されている。解除棒１１４は、棒状の挿入部１１４ａと、挿入部１１４ａを同軸に連結支持する把持部１１４ｂとを備える。挿入部１１４ａの先端は、丸みを有する。

【0059】

第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から分離するためのエアの供給が停止した場合、あるいは、ピストンパッキン５４の破損等によりピストン５２の推力が失われた場合を想定する。この場合、作業者が第２アダプタボデイ７０の分離操作孔１１２に解除棒１１４を挿入することにより、第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から強制的に分離することができる。

【0060】

第２アダプタボデイ７０の分離操作孔１１２に解除棒１１４が挿入されると、解除棒１１４の先端がカム部材５６の第２テーパ面６２ｃに当接する。このとき、第１実施形態の場合と同様に、第２アダプタ６８またはエンドエフェクタを何らかの方法で動かないように支持しておくのが望ましい。作業者が解除棒１１４を押し込めば、カム部材５６を引込端まで押し込むことができる。エアの供給が停止しているときは、ピストン５２と一体のカム部材５６にはエアの圧力が作用していないので、解除棒１１４の押し込みに必要な力は小さいもので済む。

【0061】

カム部材５６が引込端まで押し込まれると、係合ボール６６は、クランプベース３２の突出部３８から突出しない位置まで退避できるようになる。この状態で、第１アダプタ１２を第２アダプタ６８から引き離す力を加えれば、係合ボール６６は、クランププレート８２のテーパ面８８に押されてクランプベース３２の突出部３８から突出しない位置に退避する。したがって、第１アダプタ１２が第２アダプタ６８から分離する。

【0062】

本実施形態に係るエンドエフェクタ交換装置１１０によれば、分離操作孔１１２が雌ねじを備えていないので、単純な穴あけ加工によって、第２アダプタボデイ７０に分離操作孔１１２を形成することができる。

【0063】

本発明に係るエンドエフェクタ交換装置は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

【符号の説明】

【0064】

１０、１００、１１０…エンドエフェクタ交換装置
１２…第１アダプタ １４…第１アダプタボデイ
１８、７４…凹部 ２０…第１圧力室（圧力室）
２２…第２圧力室（圧力室） ２４…第１ポート
２６…第２ポート ２８、７６…流体ポート
３２…クランプベース ３８…突出部
４０ａ～４０ｆ…保持孔 ４２ａ、４２ｂ…切欠き溝
５２…ピストン ５６…カム部材
６２…カム部 ６２ａ…円筒面
６２ｂ…第１テーパ面 ６２ｃ…第２テーパ面
６４…第１コネクタ ６５、９１…電気接点
６６…係合ボール ６８…第２アダプタ
７０…第２アダプタボデイ ８０、１１２…分離操作孔
８２…クランププレート ８８…テーパ面（係合面）
９０…第２コネクタ ９２…解除ボルト（解除操作具）
１０２…スリット １１４…解除棒（解除操作具）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】