特開 2023-33937 ツール交換装置

(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】P2023033937

(43)【公開日】2023-03-13

(54)【発明の名称】ツール交換装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 17/02 20060101AFI20230306BHJP

【ＦＩ】

B25J17/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021139926

(22)【出願日】2021-08-30

(71)【出願人】

【識別番号】000145611

【氏名又は名称】株式会社コガネイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹林 悠

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707ES03

3C707GS04

3C707GS19

3C707HS27

(57)【要約】

【課題】簡単な構造のツール交換装置を提供する。
【解決手段】ツール交換装置１０は、電動モータ３１が組み込まれるマスターユニット１１と、操作機器が設けられ、マスターユニット１１に向けて突出するロックピン４２が取り付けられたツールユニット１２と、記マスターユニット１１に設けられ、電動モータ３１のシャフト３２により回転駆動されるカム部材３３と、カム部材３３の回転中心軸を横切る方向に移動自在にマスターユニット１１に設けられるロック部材４７と、を有し、ロック部材４７は、カム部材３３によりロックピン４２の係合溝５６に係合するロック位置と、係合溝５６から離れる解放位置と、に移動する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータが組み込まれるマスターユニットと、
操作機器が設けられ、前記マスターユニットに向けて突出するロックピンが取り付けられたツールユニットと、
前記マスターユニットに設けられ、前記電動モータのシャフトにより回転駆動されるカム部材と、
前記カム部材の回転中心軸を横切る方向に移動自在に前記マスターユニットに設けられるロック部材と、を有し、
前記ロック部材は、前記カム部材により前記ロックピンの係合溝に係合するロック位置と、前記係合溝から離れる解放位置とに移動する、ツール交換装置。

【請求項2】

請求項１に記載のツール交換装置において、
前記マスターユニットは、前記ツールユニットの突き当て面が突き当てられる装着面を備えた支持プレートを有し、前記カム部材は前記支持プレートに回転自在に支持され、前記支持プレートに前記ロックピンが貫通する貫通孔を設けた、ツール交換装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のツール交換装置において、
前記カム部材は前記ロック部材のカム接触面に接触して前記ロック部材を前記解放位置に駆動する解放面と、前記解放面の半径よりも小径のロック面とを有し、前記ロック面が前記カム接触面に対向すると前記係合溝に前記ロック部材を係合させるばね部材を前記ロック部材に設けた、ツール交換装置。

【請求項4】

請求項３に記載のツール交換装置において、
前記カム部材は長軸半径のカム面からなる解放面と、長軸半径に対して回転方向にずれた位置の短軸半径のカム面からなるロック面とを有する、ツール交換装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載のツール交換装置において、
前記カム部材を介して相互に対向するように２つの前記ロック部材を前記マスターユニットに設けた、ツール交換装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載のツール交換装置において、
前記カム部材に設けられたガイド孔と、
前記マスターユニットに取り付けられ、前記ガイド孔に入り込むガイドピンと、を有し、
前記ガイドピンが前記カム部材の回転を規制する、ツール交換装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載のツール交換装置において、
前記ロック部材は２本の前記ロックピンの前記係合溝にそれぞれ係合する２つの係合部を有する、ツール交換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ツールユニットが着脱自在に装着されるツール交換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ロボットアームを操作してワークの加工等の操作を行うために、移動装置としてのロボットアームにはツール交換装置が装着される。ツール交換装置はロボットアームに装着されるマスターユニットとマスターユニットに着脱自在に装着されるツールユニットとを備えている。ツールユニットには、ワークを加工したり、ワークや治具を搬送したりするツールやハンド等の操作機器が設けられている。ワークや治具に対する操作の種類に応じて操作機器が相違した複数のツールユニットが支持台に配置されており、ツール交換装置のマスターユニットには操作に応じて何れかのツールユニットが装着される。

【0003】

ロボットハンド用の開閉チャックが特許文献１に記載されている。この開閉チャックは物品の把持や移動等の操作を行うフィンガーを有し、物品の種類に応じてフィンガーが交換される。フィンガーを固定するためのストッパがケーシングに設けられており、フィンガーはスプリングのばね力によりストッパにより固定される。ストッパをばね力に抗して手動で押し込むと、ストッパによるフィンガーの固定が解除され、フィンガーを交換することができる。

【0004】

特許文献２はロボットのアームと交換工具との間に設けられるフローティング装置を開示している。このフローティング装置は、ロボットアームに連結される固定プレートとこれに装着される従動プレートとを有し、従動プレートには、ツールプレートが着脱自在に装着される。ツールプレートの結合軸が挿入される装着口が従動プレートに設けられ、装着口に挿入された結合軸をロックするためのロック機構が従動プレートに設けられている。ロック機構は、油圧式のシリンダとロックプレートとを備え、シリンダのアクチュエータが上昇しているときには、ロックプレートはスプリングの付勢力によってアンロック状態となり、ツールプレートを従動プレートから分離することができる。一方、アクチュエータが下降すると、結合軸の溝に嵌まり、ツールプレートはロックされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４－８２２４５号公報

【特許文献2】特開昭６３－３００８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載される開閉チャックのように、物品を把持するフィンガーを手動操作によって交換するのでは、作業者はフィンガーの交換に手間がかかり、作業者を介在させたくない環境での使用には不向きである。一方、特許文献２に記載されるように、作動流体によりアクチュエータを駆動する装置においては、装置が大型化したり、配管等を配置したりする必要があり、装置が煩雑になる。

【0007】

本発明の目的は、簡単な構造のツール交換装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のツール交換装置は、電動モータが組み込まれるマスターユニットと、操作機器が設けられ、前記マスターユニットに向けて突出するロックピンが取り付けられたツールユニットと、前記マスターユニットに設けられ、前記電動モータのシャフトにより回転駆動されるカム部材と、前記カム部材の回転中心軸を横切る方向に移動自在に前記マスターユニットに設けられるロック部材と、を有し、前記ロック部材は、前記カム部材により前記ロックピンの係合溝に係合するロック位置と、前記係合溝から離れる解放位置とに移動する。

【発明の効果】

【0009】

ツール交換装置は、電動モータが組み込まれるマスターユニットと、マスターユニットに向けて突出するロックピンが取り付けられたツールユニットとを有し、電動モータにより回転移動するカム部材により、ロック部材をロックピンに係合するロック位置と、係合溝から離れる解放位置とに移動するようにしたので、簡単な構造のツール交換装置によってツールユニットをマスターユニットに対して着脱自在に装着することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】操作機器としての電動ハンドが装着されたツールユニットとロボットアームに装着されたマスターユニットとを備えた一実施の形態であるツール交換装置の外観を示す正面図である。

【図2】図１に示されたツール交換装置の縦断面図である。

【図3】マスターユニットからツールユニットを取り外した状態におけるツール交換装置を示す断面図である。

【図4】図２の分解斜視図である。

【図5】図３におけるＡ－Ａ線断面図である。

【図6】図２におけるＢ－Ｂ線断面図であり、（Ａ）はカム部材がロックピンに係合したロック位置を示し、（Ｂ）はカム部材がロックピンから離れた解放位置を示す。

【図7】図２におけるＣ部拡大断面図であり、（Ａ）はカム部材のロック位置を示し、（Ｂ）はカム部材の解放位置を示す。

【図8】図６に示されたロックピンの頭部を二点鎖線で示す断面図であり、（Ａ）はカム部材がロックピンに係合したロック位置を示し、（Ｂ）はカム部材がロックピンから離れた解放位置を示す。

【図9】他の実施の形態であるツール交換装置における図８と同様部分を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示されるように、ツール交換装置１０は、マスターユニット１１とこのマスターユニット１１に装着されるツールユニット１２とを有している。マスターユニット１１は、移動装置としてのロボットアーム１３に装着される。ツールユニット１２には、操作機器としての電動ハンド１４が取り付けられている。図示しない支持台には、複数のツールユニット１２が配置されており、産業用ロボットにより行われる作業に対応したツールユニット１２がロボットアーム１３によりマスターユニット１１に装着される。

【0012】

マスターユニット１１側のコネクタ１５がマスターユニット１１に設けられ、ツールユニット１２側のコネクタ１６がツールユニット１２に設けられている。コネクタ１５は信号線１７によりロボット制御部に配置されたコントローラ１８に接続され、コネクタ１６は信号線１９により電動ハンド１４に接続されている。ツール交換装置１０はロボットアーム１３により所定の移動経路を移動して電動ハンド１４を搬送する。電動ハンド１４はワーク等を把持する２つのフィンガー２０を有しており、フィンガー２０は相互に接近離反移動可能となっている。所定の位置における電動ハンド１４のフィンガー２０によるワーク等の把持と、把持したワーク等の解放動作は、コントローラ１８からの信号により電動ハンド１４を制御することにより行われる。

【0013】

図２～図４においては、マスターユニット１１がロボットアーム１３から分離され、電動ハンド１４がツールユニット１２から取り外された状態のツール交換装置１０が示されている。図２～図４に示されるように、マスターユニット１１はモータ収容室２１が形成された円柱形状のユニット本体２２と、このユニット本体２２の先端面２３に取り付けられる支持プレート２４とを有している。図４および図５に示されるように、ユニット本体２２に支持プレート２４を取り付けるために、ユニット本体２２には２つのねじ取付孔２５が形成され、ねじ取付孔２５に対応させて支持プレート２４にねじ孔２５ａが形成されている。ねじ取付孔２５にはユニット本体２２の背面側からねじ部材としてのボルト２６が挿入され、ボルト２６のねじ部がねじ孔２５ａにねじ結合される。これにより、支持プレート２４はユニット本体２２に締結される。

【0014】

ユニット本体２２をロボットアーム１３に取り付けるために、ユニット本体２２には４つのねじ取付孔２７が形成され、ねじ取付孔２７に対応させて支持プレート２４にはねじ取付孔２７ａが形成されている。ねじ部材としてのボルト２８の頭部がねじ取付孔２７ａの前面側の大径孔部に配置されて、図５に示されるように、ボルト２８がねじ取付孔２７を貫通して、ロボットアーム１３にねじ結合される。これにより、マスターユニット１１はロボットアーム１３に締結される。

【0015】

このように、支持プレート２４はボルト２６によりユニット本体２２の先端面２３に突き当てられて締結され、支持プレート２４の先端面がツールユニット１２に対向してツールユニット１２が装着される装着面２９を構成する。なお、それぞれのボルト２６，２８は、図４においては図示省略されている。

【0016】

電動モータ３１がモータ収容室２１内に組み込まれている。電動モータ３１のシャフト３２はユニット本体２２の先端面２３から突出し、シャフト３２は楕円形の板カムからなるカム部材３３に連結されている。図４に示されるように、カム部材３３は支持プレート２４に形成されたカム収容部３４に配置され、シャフト３２の回転中心軸Ｏを中心に電動モータ３１により回転駆動される。シャフト３２の回転をカム部材３３に伝達するために、回転中心軸Ｏに対して直角方向に延びる連結孔３３ａがカム部材３３に形成され、連結孔３３ａに係合する連結部３２ａがシャフト３２の先端に設けられている。

【0017】

図２および図３に示されるように、ツールユニット１２の径方向中央部にはテーパ部を有する嵌合孔３５が形成され、この嵌合孔３５に嵌合する嵌合部３６がマスターユニット１１の支持プレート２４に設けられており、嵌合部３６は装着面２９よりも前方に突出している。図２に示されるように、嵌合部３６を嵌合孔３５に嵌合させることにより、ツールユニット１２はマスターユニット１１に対して高精度で芯出しされる。

【0018】

カム部材３３に設けられた軸部３７を回転自在に支持する支持孔３８が嵌合部３６に形成されており、カム部材３３は支持プレート２４のカム収容部３４に回転自在に支持されている。なお、軸受を介して嵌合部３６の支持孔３８に軸部３７を支持するようにしてもよい。支持プレート２４には、図４に示されるように、ロック部材収容部３９がカム収容部３４に連なってカム収容部３４の両側に形成されている。

【0019】

図４に示されるように４つのねじ孔４１がツールユニット１２に形成されている。それぞれのねじ孔４１に、図２および図３に示されるように、ロックピン４２のねじ部４３がねじ結合される。ツールユニット１２の背面はマスターユニット１１の装着面２９に突き当てられる突き当て面４４であり、突き当て面４４に密着する大径部４５がロックピン４２に設けられている。ねじ部４３がねじ孔４１にねじ結合されると、大径部４５は突き当て面４４に密着する。それぞれのロックピン４２はツールユニット１２の突き当て面４４から突出しており、ツールユニット１２がマスターユニット１１に装着されると、それぞれのロックピン４２の突出部は、支持プレート２４に形成された貫通孔４６を貫通してロック部材収容部３９に突出する。貫通孔４６はロック部材収容部３９に開口しており、ロックピン４２の大径部４５は貫通孔４６の内部に挿入される。

【0020】

ロック部材４７がそれぞれのロック部材収容部３９に配置され、支持プレート２４には、相互に対向するように２つのロック部材４７が設けられている。カム収容部３４とロック部材収容部３９は、支持プレート２４に形成された溝つまり凹部により一体的に連なって形成されている。それぞれのロック部材４７は、図４に示されるように、シャフト３２の回転中心軸Ｏに対して直角方向に交差して延びる径方向軸Ｒの方向に移動自在である。つまり、ロック部材４７は回転中心軸Ｏを横切る方向に移動自在である。

【0021】

図５は図３におけるＡ－Ａ線断面図である。図６は図２におけるＢ－Ｂ線断面図であり、図６（Ａ）はカム部材がロックピンに係合したロック状態を示し、図６（Ｂ）はカム部材がロックピンから離れた解放状態を示す。図７は図２におけるＣ部拡大断面図であり、図７（Ａ）はカム部材のロック位置を示し、図７（Ｂ）はカム部材の解放位置を示す。

【0022】

図５に示されるのように、ロック部材４７の移動を案内するために、相互に対向するガイド面４８によりその間にロック部材収容部３９が形成されており、両側のガイド面４８はカム部材３３の外径よりも大径のカム収容部３４の内面５２に連なっている。相互に対向するガイド面４８は、ロック部材収容部３９の端壁を形成する端壁面５３により連なっている。

【0023】

それぞれのロックピン４２の突出部は、図７に示されるように、頭部５４を有し、頭部５４と大径部４５との間の小径軸部５５により、ロックピン４２に係合溝５６が形成される。頭部５４が貫通するピン貫通孔５７がそれぞれのロック部材４７に形成されている。

【0024】

図５に示されるように、ピン貫通孔５７はロックピン４２の頭部５４よりも大径の大径円弧面６２ａと、これに連なって対向する小径円弧面６２ｂとを有している。小径円弧面６２ｂは、ロックピン４２の小径軸部５５の外径に対応した曲率半径であり、大径円弧面６２ａに対してロック部材４７の移動方向にずれている。ピン貫通穴５７の大径円弧面６２ａに対向する円弧面５８がロック部材４７に形成されており、円弧面５８は大径円弧面６２ａに対してロック部材４７の移動方向にずらして設けられている。小径円弧面６２ｂの大径円弧面６２ａに対するロック部材の移動方向のずれは、円弧面５８のずれの方が大きい。円弧面５８の回転中心軸Ｏに沿う方向の厚みは、図７に示されるように、ロック部材４７の厚みよりも薄く、円弧面５８とピン貫通孔５７との間は段差面となっている。この段差面は頭部５４の小径軸部５５側に接触して係合溝５６に係合する係合部５９を構成している。ユニット本体２２の先端面２３と係合部５９との間には、図７に示されるように、頭部５４が入り込むロック用空間６１が設けられている。

【0025】

図８は図６に示されたロックピン４２の頭部５４を二点鎖線で示す断面図であり、小径円弧面６２ｂは大径円弧面６２ａに対してロック部材４７の移動方向にずれているので、図８（Ａ）に示されるように、ロック部材４７をカム部材３３に向けて相互に接近移動させると、ロックピン４２の頭部５４はロック用空間６１に入り込んで、係合溝５６がロック部材４７の係合部５９に係合する。一方、図８（Ｂ）に示されるように、ロック部材４７を図８（Ａ）に示される位置よりも相互に離反移動させると、ロックピン４２の頭部５４は、ピン貫通孔５７の大径円弧面６２ａの内側になり、頭部５４はピン貫通孔５７を通過できる。

【0026】

図６（Ａ）および図７（Ａ）に示されるように、ロック部材４７をカム部材３３に接近させる方向に移動させると、係合部５９は係合溝５６に係合して頭部５４に当接するロック位置になる。このときには、頭部５４はロック用空間６１内に入り込む。これに対して、図６（Ｂ）および図７（Ｂ）に示されるように、ロック部材４７をカム部材３３から離す方向、つまり径方向外方に移動させると、係合部５９は係合溝５６から離れる解放位置になる。

【0027】

圧縮コイルばねからなるばね部材６３が、それぞれのロック部材４７に形成されたばね室６４に設けられている。ばね部材６３によりそれぞれのロック部材４７には、カム部材３３に接近する方向、つまり係合部５９が係合溝５６に係合する方向のばね力が加えられている。

【0028】

カム部材３３は回転中心軸Ｏを中心に９０度の範囲において往復回転され、カム部材３３の往復回転運動を案内し、カム部材３３の回転を規制するために、ガイドピン６５が支持プレート２４に取り付けられ、ガイドピン６５が挿入されるガイド孔６６がカム部材３３に円弧形状に形成されている。

【0029】

楕円形のカム部材３３の外周面からなるカム面６７は、図６に示されるように、直径がＤ１の大径面６７ａと、この直径Ｄ１に対して回転方向に９０度ずれた位置における短い直径である直径Ｄ２の小径面６７ｂとを有しており、大径面６７ａと小径面６７ｂの間は漸次外径が変化している。大径面６７ａは解放面を形成し、小径面６７ｂはロック面を形成している。直径Ｄ２がロック部材４７の移動方向である径方向軸Ｒに沿う方向となるように、電動モータ３１によりカム部材３３を回転させると、ロック面を構成する小径面６７ｂは、図６（Ａ）に示されるように、それぞれのロック部材４７の内面に形成されたカム接触面６８から離れる。これにより、図７（Ａ）のように、ロック部材４７はばね部材６３のばね力により係合溝５６に係合するロック位置になる。このときには、ガイドピン６５はガイド孔６６の一方の端面に当接する。

【0030】

したがって、図１に示されるように、ツールユニット１２の突き当て面４４がマスターユニット１１の装着面２９に突き当てられ、４本のロックピン４２の頭部５４がロック部材４７のピン貫通孔５７を通過した状態のもとで、ロック部材４７がロック位置になると、ツールユニット１２は４本のロックピン４２によりマスターユニット１１に締結される。

【0031】

これに対して、図６（Ｂ）に示されるように、直径Ｄ２よりも大径の直径Ｄ１がロック部材４７の移動方向である径方向軸Ｒに沿う方向となるように、電動モータ３１を逆方向に回転させてカム部材３３を、図６（Ａ）に示した位置よりも時計方向に９０度回転させると、解放面としての大径面６７ａは、図６（Ｂ）に示されるように、それぞれのロック部材４７のカム接触面６８を押し付けて、ロック部材４７をばね力に抗して相互に離反させる方向に移動する。これにより、図７（Ｂ）のように、ロック部材４７は係合溝５６と係合部５９の係合を解除する解放位置に駆動される。このときには、ガイドピン６５はガイド孔６６の他方の端面に当接する。

【0032】

したがって、ロック部材４７が解放位置に駆動されると、ロックピン４２によるツールユニット１２のマスターユニット１１に対する締結が解除され、ツールユニット１２をマスターユニット１１から取り外すことができる。さらに、取り外されたツールユニット１２とは相違した別のツールユニットをマスターユニット１１に装着することができる。

【0033】

上述したツール交換装置１０によりワークの加工や搬送等の操作を行う場合には、移動装置としてのロボットアームの先端に装着されたマスターユニット１１に対してツールユニット１２を装着する。ツールユニット１２は図示しない支持台に複数配置されており、ツール交換装置を用いた操作に適合させて、特定のツールユニット１２がマスターユニット１１に装着される。

【0034】

ツールユニット１２をマスターユニット１１に装着するには、図６（Ｂ）および図７（Ｂ）に示されように、カム部材３３により２つのロック部材４７を相互に離反させる方向に移動させる。これにより、ロックピン４２の頭部５４がロック部材４７のピン貫通孔５７を通過できるように、ピン貫通孔５７は支持プレート２４の貫通孔４６と同軸状となる。この状態のもとで、ロボットアーム１３によりマスターユニット１１をツールユニット１２に接近させて、ツールユニット１２のロックピン４２の頭部５４をピン貫通孔５７の位置に位置決めしてピン貫通孔５７を通過させる。

【0035】

さらに、電動モータ３１によりカム部材３３を反時計方向に９０度回転させると、図６（Ａ）および図７（Ａ）に示されるように、ロック部材４７はばね力によりロック位置に駆動される。これにより、ロック部材４７はロックピン４２の係合部５９が係合溝５６に係合し、ツールユニット１２はマスターユニット１１にロックピン４２により締結される。この状態のもとで、ロボットアーム１３によりツールユニット１２を操作させて所定の作業を行うことができる。操作部材として電動ハンド１４がツールユニット１２に装着された場合には、電動ハンド１４によりワークを把持し、ロボットアーム１３によりワークは搬送される。

【0036】

ツールユニット１２をマスターユニット１１から取り外す場合には、カム部材３３を図６（Ａ）および図７（Ａ）に示すロック位置から、図６（Ｂ）および図７（Ｂ）に示す解放位置に回転させる。

【0037】

このように、カム部材３３を電動モータ３１により回転させることによって、ツールユニット１２をマスターユニット１１に締結したり、締結時と逆方向に回転させることによって締結を解除したりするようにしたので、ツール交換装置１０を簡単な構造とすることができる。

【0038】

カム部材３３のカム面６７は、回転中心軸Ｏからの半径がＤ１の２分の１の長軸半径の大径面６７ａと、この大径面６７ａの長軸半径に対して回転方向に９０度ずれた位置における直径Ｄ２の２分の１の短軸半径の小径面６７ｂとを有しており、カム部材３３は同時に２つのロック部材４７を駆動することができる。ただし、２つのロック部材４７を設けることなく、単一のロック部材４７によっても、ツールユニット１２をロックピン４２によりマスターユニット１１に締結する状態と、締結を解除する状態とに切り換えることができる。その場合には、１つの大径面６７ａと１つの小径面６７ｂとを備えたカム面６７とすることができ、大径面６７ａと小径面６７ｂとをカム部材３３の回転方向に１８０度ずらして形成することもできる。また、ロック部材４７は２本のロックピン４２をロックするようにしているが、１つのロック部材４７により１本のロックピン４２をロックするようにしてもよい。

【0039】

図９は他の実施の形態であるツール交換装置における図７と同様部分を示す断面図であり、図９においては、図８に示された部材と共通性を有する部材には同一の符号が付されており、図８と同様に、係合部５９とピン貫通孔５７を示すために、ロックピン４２の頭部５４が仮想線で示されている。

【0040】

図９に示されるように、ロック部材４７に形成される係合部５９は、上述した場合と相違してピン貫通孔５７に対してカム部材３３側に設けられている。したがって、２つのロック部材４７を相互に接近させると、図９（Ａ）に示されるように、ロック部材４７の係合部５９はロックピン４２の頭部５４に接触しない解放位置になる。これに対して、２つのロック部材４７を相互に離反させると、図９（Ｂ）に示されるように、ロック部材４７の係合部５９はロックピン４２の頭部５４に接触するロック位置になる。

【0041】

ばね部材６３は上述した場合と同様に、ばね室６４内に装着されてばね部材６３の一端面はばね室６４の底面に当接し、他端面は端壁面５３に当接している。したがって、ばね部材６３はロックピン４２の係合溝５６からロック部材４７の係合部５９を解放させる方向にばね力を加える。

【0042】

カム部材３３のカム面６７の大径面６７ａは、２つのロック部材４７のカム接触面６８を押し付けて、図９（Ｂ）に示すように、ロック部材４７をロック位置に駆動するロック面を構成する。一方、カム面６７の小径面６７ｂは、２つのロック部材４７のカム接触面６８から離れて、図９（Ａ）に示すように、ロック部材４７を解放位置に駆動する解放面を構成する。

【0043】

図９に示す形態のマスターユニット１１においても、２つのロック部材４７を設けることなく、単一のロック部材４７とすることができる。また、ロック部材４７は２本のロックピン４２をロックするようにしているが、１つのロック部材４７により１本のロックピン４２をロックするようにしてもよい。

【0044】

カム部材３３は板カムにより形成されており、外周面をカム面６７として、ロック部材４７のカム接触面６８にカム面６７を接触させるようにしている。ただし、カム部材３３としては、板カムに限定されることなく、確動カムを用いることができる。確動カムとしては、例えば、ロック部材４７に溝または突起の一方を形成し、カム部材３３にロック部材４７の溝または突起と噛み合う溝または突起を設けた形態とすることができる。その場合には、ばね部材６３は不要となる。

【0045】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、ツール交換装置をロボットアームに装着した場合について説明したが、ロボットアームに限られず、ツールユニットを移動する部材を備えた移動装置であれば、本発明のツール交換装置を適用することができる。また、実施の形態においては、電動ハンド１４がツールユニット１２に取り付けられているが、作業機器としては、電動ハンド１４に限られることなく、治具や工具が取り付けられたツールユニット１２をマスターユニット１１に装着することができる。

【符号の説明】

【0046】

１０ ツール交換装置
１１ マスターユニット
１２ ツールユニット
１３ ロボットアーム
１４ 電動ハンド
２１ モータ収容室
２２ ユニット本体
２４ 支持プレート
２９ 装着面
３１ 電動モータ
３３ カム部材
３４ カム収容部
３９ ロック部材収容部
４２ ロックピン
４４ 突き当て面
４５ 大径部
４６ 貫通孔
４７ ロック部材
５４ 頭部
５５ 小径軸部
５６ 係合溝
５７ ピン貫通孔
５８ 円弧面
５９ 係合部
６１ ロック用空間
６３ ばね部材
６５ ガイドピン
６６ ガイド孔
６７ カム面
６７ａ 大径面
６７ｂ 小径面
６８ カム接触面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】