JP2009255218A - 工具交換用アーム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工具交換用アーム装置において、工具交換の際、工具受け入れ空間への工具ホルダの導入と工具受け入れ空間からの工具ホルダの導出とをスムーズに行い、主軸と工具交換用アーム装置に大きな負荷が作用して悪影響を及ぼすことを防止すること、工具ホルダの１対のグリッパ部材との接触や１対のグリッパ部材の開閉による騒音を低減すること、大型工具を安全・確実に交換できること、等である。
【解決手段】工具交換用アーム装置４は、ベース部材１０の端部近傍部に開閉自在に支持された１対のグリッパ部材２１を備え、この１対のグリッパ部材２１の間の工具受け入れ空間２５に導入された工具ホルダ５で開閉ロッド３０が押されて、その動作に連動して１対のグリッパ部材２１が閉じて工具ホルダ５を把持する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動工具交換装置に装備される工具交換用アーム装置に関し、特に、１対のグリッパ部材の間の工具受け入れ空間に導入された工具ホルダで開閉ロッドが押されて、その動作に連動して１対のグリッパ部材が閉じて工具ホルダを把持できるものである。

従来、自動工具交換装置では、その本体部に駆動軸が進退且つ回転可能に設けられ、この駆動軸の先端部分に工具交換用アーム装置が装着されている。一般に、工具交換用アーム装置は、駆動軸の先端部分に取付けられるベース部材と、このベース部材の端部近傍部に互いに接近・離隔する方向へ開閉自在に支持され開位置で工具ホルダを受け渡し可能で閉位置で工具ホルダを把持可能な１対のグリッパ部材を有するグリッパとを備えている。

通常、工具交換用アーム装置では、細長いベース部材の中央部に駆動軸の先端部分が連結され、ベース部材の長さ方向両端部近傍部に１対のグリッパが設けられている。工作機械の主軸に装着された工具ホルダ（工具）を交換する場合、一方のグリッパにより主軸に装着された使用後の工具ホルダが把持され、他方のグリッパにより工具マガジンから供給された新たな工具ホルダが把持される。その後、主軸から使用後の工具ホルダが取外され、工具交換用アーム装置が１８０度回転されて、新たな工具ホルダが他方のグリッパから主軸に装着され、使用後の工具ホルダは一方のグリッパから工具マガジンに戻される。

工具交換用アーム装置では、一般に、１対のグリッパ部材が閉じる方向へ強力にバネ付勢され、この付勢力で１対のグリッパ部材が工具ホルダを把持する把持力を発生させている（特許文献１〜４参照）。特許文献１〜３の工具交換用アーム装置では、１対のグリッパ部材が工具ホルダを把持していない場合には最大限閉じており、１対のグリッパ部材が工具ホルダを把持するために、工具ホルダが１対のグリッパ部材の先端部分を押し広げて、１対のグリッパ部材の間の工具受け入れ空間に導入される。

尚、特許文献１，２には、駆動軸の進退方向の位置によって、１対のグリッパ部材に対して係合・係合解除して、１対のグリッパ部材が開位置に開くことを許容したり閉位置にロックされたりする技術が開示され、特許文献３には、１対のグリッパ部材で把持された工具ホルダがベース部材に保持される技術が開示されている。

特許文献４の工具交換用アーム装置では、ベース部材に１対のグリッパ部材の一方の基端部に係合可能なカム部材が装着され、このカム部材に中空の駆動軸内に配設された軸部材が連結され、この軸部材によってカム部材が回転駆動されて、１対のグリッパ部材をバネ付勢力に抗して開位置へ切換える回転力が、カム部材から一方のグリッパ部材に伝達されるとともに、一方のグリッパ部材から他方のグリッパ部材へ伝達される。

特開平９−３００１５７号公報 実開平６−５７５３６号公報 特開昭６０−２２８０４５号公報 実開平３−９２２３８号公報

特許文献１〜３のような工具交換用アーム装置では、工具交換の際、工具ホルダを工具受け入れ空間に導入するために、また、工具ホルダを工具受け入れ空間から導出するために、１対のグリッパ部材が閉じる方向に作用する強力なバネ付勢力に抗して、工具ホルダが１対のグリッパ部材の先端部分を押し広げなければならいため、その工具ホルダを装着した主軸が受ける大きな負荷が悪影響を及ぼし、工作機械の所定の加工精度がでないことや工作機械（主軸）が損傷すること等の不具合が発生する虞がある。

また、工具ホルダが１対のグリッパ部材の先端部分を押し広げるために、工具ホルダが１対のグリッパ部材に接触する接触音が発生し、また、工具交換用アーム装置では、工具ホルダが１対のグリッパ部材の先端部分を押し広げ終わった後、特に工具ホルダを工具受け入れ空間から導出する際に、１対のグリッパ部材が強力なバネ付勢力で最大限閉じられ、そのグリッパ閉じ動作の停止音が発生し、この接触音と停止音が騒音になる。しかも、工具交換用アーム装置では、前記グリッパ閉じ動作の停止による負荷に加えて、主軸同様に、１対のグリッパ部材の先端部分が工具ホルダで押し広げられるときに受ける大きな負荷が悪影響を及ぼし、工具交換用アーム装置が損傷する虞がある。

ここで、工具ホルダの工具受け入れ空間への導入及び工具受け入れ空間からの導出を含む工具交換の高速化が望まれているが、工具交換を高速で行うと、前記主軸と工具交換用アーム装置に及ぼす悪影響、及び前記騒音が大きくなる虞が高くなる。

また、特許文献１〜３のような工具交換用アーム装置では、１対のグリッパ部材が閉位置のときに、１対のグリッパ部材の先端部分の間に、それらの先端部分を工具ホルダで押し広げる為の比較的大きな間隔を設けておく必要があり、その点で工具ホルダを把持する把持性能を高めることに限界がある。故に、特に横型マシニングセンターにて、近年大型化する工具を安全・確実に交換することが要望されているが、特許文献１〜３のような工具交換用アーム装置では、この要望に応えるのが難しいという現状がある。

特許文献４の工具交換用アーム装置では、中空の駆動軸内に配設された軸部材がカム部材に連結され、この軸部材によってカム部材を回転駆動することで、閉じ方向にバネ付勢された１対のグリッパ部材を開閉できるものであるが、そのために、自動工具交換装置にカム部材を駆動する駆動源を含む駆動系が別途必要になって、この駆動系が複雑になるという問題がある。尚、１対のグリッパ部材を閉位置にロックできるものでもない。

本発明の目的は、工具交換用アーム装置において、工具交換の際、１対のグリッパ部材の間の工具受け入れ空間への工具ホルダの導入と工具受け入れ空間からの工具ホルダの導出とをスムーズに行い、主軸と工具交換用アーム装置に大きな負荷が作用して悪影響を及ぼすことを防止すること、工具ホルダの１対のグリッパ部材との接触や１対のグリッパ部材の開閉による騒音を低減すること、工具交換を高速化して前記効果を達成すること、１対のグリッパ部材による工具ホルダの把持性能を高めること、等である。

本発明の工具交換用アーム装置は、自動工具交換装置の進退且つ回転可能な駆動軸の先端部分に取付けられるベース部材と、このベース部材の端部近傍部に互いに接近・離隔する方向へ開閉自在に支持され開位置で工具ホルダを受け渡し可能で閉位置で工具ホルダを把持可能な１対のグリッパ部材とを備えたものである。

請求項１の発明は、前記１対のグリッパ部材の間の工具受入れ空間に臨むようにベース部材に進退自在に支持され、先端部が前記工具受入れ空間内に突出する突出位置とこの突出位置から工具ホルダで退入側へ押動された退入位置とに亙って切換え可能な開閉ロッドと、前記開閉ロッドが前記突出位置から退入位置に切換わる動作を１対のグリッパ部材が前記開位置から閉位置に切換わる動作に変換するとともに、開閉ロッドが前記退入位置から突出位置に切換わることで１対のグリッパ部材が前記閉位置から開位置に切換わることを可能にする開閉切換機構と、前記１対のグリッパ部材を閉位置にロックするロック機構とを備えたことを特徴とする。尚、工具受け入れ空間とは、１対のグリッパ部材で把持された工具ホルダが存在する空間である。

開閉切換機構により、開閉ロッドが突出位置から退入位置に切換わる動作が、１対のグリッパ部材が開位置から閉位置に切換わる動作に変換されるとともに、開閉ロッドが退入位置から突出位置に切換わることで、１対のグリッパ部材が閉位置から開位置に切換わることが可能になる。工具ホルダを工具受け入れ空間に導入する際、予め開閉ロッドを突出位置に１対のグリッパ部材を開位置に保持しておくように構成することが好ましく、そのために、開閉ロッドと開閉切換機構と１対のグリッパ部材のうちの少なくとも１つの部材に、開閉ロッドが突出位置となる方向へ、また、１対のグリッパ部材が開位置となる方向へ付勢力を発生させる付勢手段を設けることが好ましい。

工具交換の際、先ず、所定の工具受け位置において、交換に供する工具ホルダ（主軸に装着された使用後の工具ホルダや工具マガジンから供給された新たな工具ホルダ）が工具受け入れ空間に導入される。その際、使用後の工具ホルダは主軸に装着された状態で行われるが、１対のグリッパ部材は従来技術のように閉位置の方へ強力にバネ付勢されないため、工具ホルダが１対のグリッパ部材の先端部分を強く押し広げることなく工具受け入れ空間にスムーズに導入され、このとき、工具ホルダにより工具受け入れ空間内に突出された開閉ロッドの先端部が押動されて、開閉ロッドが突出位置から退入位置に切換えられることで、１対のグリッパ部材が開位置から閉位置に切換えられて、１対のグリッパ部材により工具ホルダが把持され、ロック機構により１対のグリッパ部材が閉位置にロックされて工具ホルダを確実に把持する。

この状態で、駆動軸の進退・回転を介して、工具ホルダが１対のグリッパ部材により把持された状態で移動され、次に、所定の工具渡し位置において、ロック機構による１対のグリッパ部材のロックが解除されて、工具ホルダが工具受け入れ空間から導出される。その際、新たな工具ホルダは主軸に装着された状態で行われるが、前記同様、１対のグリッパ部材は閉位置の方へ強力にバネ付勢されないため、工具ホルダが１対のグリッパ部材の先端部分を軽く押し広げるだけで、１対のグリッパ部材が閉位置から開位置に切換えられ、ここで、この１対のグリッパ部材の閉位置から開位置への切換えについては、開閉ロッドの退入位置から突出位置への切換えにより可能になり、こうして、工具ホルダが工具受け入れ空間からスムーズに導出される。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記開閉切換機構は、１対のグリッパ部材に夫々対応する１対のカム機構からなり、各カム機構は、開閉ロッドとグリッパ部材の一方に設けられたカム部と、開閉ロッドとグリッパ部材の他方に設けられカム部と係合するカム従動子とを有することを特徴とし、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記カム部は開閉ロッドの基端側部分に形成されたカム凹部からなり、前記カム従動子は、グリッパ部材のうちベース部材に枢支される支軸よりも基端側部分に回動自在に装着されたローラ部材からなることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れの発明において、前記開閉ロッドを前記突出位置の方へ付勢する開閉ロッド付勢手段を備えたことを特徴とし、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記１対のグリッパ部材を前記開位置の方へ付勢するグリッパ部材付勢手段を備えたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項２の発明において、前記ロック機構は、開閉ロッドを退入位置にロックすることで１対のカム機構を介して１対のグリッパ部材を閉位置にロックするものであり、前記ロック機構は、開閉ロッドの外周部に形成された係合溝部に係合して、開閉ロッドから所定のロッド進出力を受けた場合に前記係合溝部から係合解除するディテント機構を含むことを特徴とし、請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記ディテント機構は、前記係合溝部に係合解除可能に係合するようにベース部材に装着された鋼球と、この鋼球を前記係合溝部に係合させる方向へ付勢する鋼球付勢手段とを有することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記ロック機構は、開閉ロッドに形成された被係止部に係合解除可能に係合して開閉ロッドが進出方向へ移動不可能に係止するようにベース部材に装着された係止部材を有し、この係止部材がベース部材の外部からの入力で前記被係止部から係合解除して開閉ロッドをロック解除可能に構成された開閉ロッド係止機構を備えたことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記被係止部は開閉ロッドに貫通状に形成された被係止孔部からなるとともに、開閉ロッドに被係止孔部から基端側へ延び且つ被係止孔部の直径よりも狭幅の長孔が貫通状に形成され、前記開閉ロッド係止機構は、係止部材を前記被係止孔部に係合させる方向へ付勢する係止部材付勢手段と、係止部材から前記被係止孔部と長孔とを含む貫通孔を貫通してベース部材の外部へ突出するように一体的に延びる突出軸部材とを有し、その突出軸部材が前記駆動軸の進退により自動工具交換装置の本体部に固定の部材に押動されて、係止部材を前記被係止孔部から係合解除して前記長孔に移動可能に構成されたことを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項２の発明において、前記ロック機構は、開閉ロッドを退入位置にロックすることで１対のカム機構を介して１対のグリッパ部材を閉位置にロックするものであり、前記ロック機構は、前記ベース部材と共に回転可能に一端部が自動工具交換装置の本体部に支持されてベース部材を貫通して延び且つ大径部と小径部とを有するロックロッドと、前記開閉ロッドの基端部に設けられ、ロックロッドの大径部に係合可能なロッド係合部とを有し、前記ロッド係合部がロックロッドの大径部に係合した状態で、開閉ロッドを退入位置にロックするとともに、ロッド係合部がロックロッドの小径部に対向した状態で、開閉ロッドを進退可能に構成されたことを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項２の発明において、前記ロック機構は、前記ベース部材と共に回転可能に一端部が自動工具交換装置の本体部に支持されてベース部材を貫通して延び且つ大径部と小径部とを夫々有する１対のロックロッドと、前記１対のグリッパ部材の基端部に設けられ、１対のロックロッドの大径部に夫々係合可能な１対のロッド係合部とを有し、前記１対のロッド係合部が１対のロックロッドの大径部に係合した状態で、１対のグリッパ部材を閉位置にロックするとともに、１対のロッド係合部が１対のロックロッドの小径部に対向可能な位置で、１対のグリッパ部材を開閉可能に構成されたことを特徴とする。

請求項１２の発明は、請求項１〜１１の何れかの発明において、前記ベース部材の中央部に前記駆動軸の先端部分が連結され、２組の前記１対のグリッパ部材、前記開閉ロッド、前記開閉切換機構、及び前記ロック機構が、ベース部材のうち前記駆動軸との連結部を挟んだ両側部分に設けられたことを特徴とする。

請求項１の工具交換用アーム装置によれば、自動工具交換装置の進退且つ回転可能な駆動軸の先端部分に取付けられるベース部材と、このベース部材の端部近傍部に互いに接近・離隔する方向へ開閉自在に支持され開位置で工具ホルダを受け渡し可能で閉位置で工具ホルダを把持可能な１対のグリッパ部材とを備えたもので、１対のグリッパ部材の間の工具受入れ空間に臨むようにベース部材に進退自在に支持された開閉ロッドを設け、この開閉ロッドをその先端部が工具受入れ空間内に突出する突出位置とこの突出位置から工具ホルダで退入側へ押動された退入位置とに亙って切換え可能に構成するとともに、開閉切換機構により、開閉ロッドが突出位置から退入位置に切換わる動作（ロッド退入切換動作）を１対のグリッパ部材が開位置から閉位置に切換わる動作（グリッパ閉切換動作）に変換するとともに、開閉ロッドが退入位置から突出位置に切換わることで１対のグリッパ部材が閉位置から開位置に切換わることを可能にし、ロック機構により、１対のグリッパ部材を閉位置にロックするように構成した。

従って、１対のグリッパ部材を閉位置の方へ強力にバネ付勢する必要がなく、工具ホルダを工具受け入れ空間に導入する際には、予め１対のグリッパ部材を開位置（開閉ロッドを突出位置）に保持しておくように構成でき、工具ホルダが１対のグリッパ部材の先端部分を強く押し広げることなく、工具ホルダを工具受け入れ空間にスムーズに導入することができ、このとき、工具ホルダにより開閉ロッドを突出位置から退入位置に切換えることで、１対のグリッパ部材を開位置から閉位置に切換えることができ、更に、１対のグリッパ部材を閉位置にロックすることができ、この１対のグリッパ部材が閉位置に保持されて工具ホルダを確実に把持することができる。しかも、工具ホルダを工具受け入れ空間から導出する際には、ロック機構による１対のグリッパ部材のロックを解除して、工具ホルダが１対のグリッパ部材の先端部分を軽く押し広げるだけで、１対のグリッパ部材を閉位置から開位置に切換えて、ここで、１対のグリッパ部材の閉位置から開位置への切換については、開閉ロッドの退入位置から突出位置への切換えにより可能になり、こうして、工具ホルダを工具受け入れ空間からスムーズに導出することができる。

このように、１対のグリッパ部材の間の工具受け入れ空間への工具ホルダの導入と工具受け入れ空間からの工具ホルダの導出とをスムーズに行うことができ、主軸と工具交換用アーム装置とに大きな負荷が作用して悪影響を及ぼすこと、つまり、工作機械の所定の加工精度がでないことや工作機械（主軸）が損傷する等の不具合が発生すること、工具交換用アーム装置が損傷することを防止することができ、しかも、工具ホルダの１対のグリッパ部材との接触や１対のグリッパ部材の開閉による騒音を低減することができ、故に、工具交換を高速化して前記効果を達成することができ、また、１対のグリッパ部材の先端部分の間に、それらの先端部分を工具ホルダで押し広げる為の比較的大きな間隔を設けておく必要がなくなり、つまり、閉位置の１対のグリッパ部材で工具ホルダを把持できる領域を大きくして、工具ホルダを把持する把持性能を高めることができる。そのため、特に横型マシニングセンターの重量工具等の工具も安全に且つ確実に交換することができる。

請求項２の工具交換用アーム装置によれば、開閉切換機構は、１対のグリッパ部材に夫々対応する１対のカム機構からなり、各カム機構は、開閉ロッドとグリッパ部材の一方に設けられたカム部と、開閉ロッドとグリッパ部材の他方に設けられカム部と係合するカム従動子とを有するので、１対のカム機構により、前記ロッド退入切換動作を前記グリッパ閉切換動作に確実に変換することができる。

請求項３の工具交換用アーム装置によれば、カム部は開閉ロッドの基端側部分に形成されたカム凹部からなり、カム従動子は、グリッパ部材のうちベース部材に枢支される支軸よりも基端側部分に回動自在に装着されたローラ部材からなるので、１対のカム機構の耐久性を高めるとともに、前記ロッド退入切換動作を前記グリッパ閉切換動作にスムーズに変換することができる。

請求項４の工具交換用アーム装置によれば、開閉ロッドを突出位置の方へ付勢する開閉ロッド付勢手段を設けたので、この開閉ロッド付勢手段により、工具ホルダを工具受け入れ空間に導入する際、予め開閉ロッドを突出位置に保持しておくことができ、また、工具ホルダを工具受け入れ空間から導出することで、開閉ロッドが突出位置に復帰するように構成することができる。

請求項５の工具交換用アーム装置によれば、１対のグリッパ部材を開位置の方へ付勢するグリッパ部材付勢手段を設けたので、このグリッパ部材付勢手段により、工具ホルダを工具受け入れ空間に導入する際、予め１対のグリッパ部材を開位置に確実に保持しておくことができ、また、工具ホルダを工具受け入れ空間から導出する際、１対のグリッパ部材を開位置に確実に復帰させることができる。

請求項６の工具交換用アーム装置によれば、ロック機構は、開閉ロッドを退入位置にロックすることで１対のカム機構を介して１対のグリッパ部材を閉位置にロックするものであるので、１対のグリッパ部材と開閉ロッドとを個別にロックする構成が不要になり、ロック機構は、開閉ロッドの外周部に形成された係合溝部に係合して、開閉ロッドから所定のロッド進出力を受けた場合に係合溝部から係合解除するディテント機構を含むので、工具ホルダの工具受け入れ空間からの導出開始時に、工具ホルダが１対のグリッパ部材に開位置方向の力を与えることで、１対のグリッパ部材を介して開閉ロッドに所定のロッド進出力を与え、これにより、ディテント機構による開閉ロッドのロックを解除することができる。

請求項７の工具交換用アーム装置によれば、ディテント機構は、係合溝部に係合解除可能に係合するようにベース部材に装着された鋼球と、この鋼球を係合溝部に係合させる方向へ付勢する鋼球付勢手段とを有するので、鋼球が係合溝部に係合した状態で、開閉ロッドをロックするとともに、開閉ロッドから所定のロッド進出力を受けた場合に、鋼球が鋼球付勢手段の付勢力に抗して係合溝部から係合解除するようにして、ディテント機構による開閉ロッドのロックを確実に解除することができる。

請求項８の工具交換用アーム装置によれば、ロック機構は、開閉ロッドに形成された被係止部に係合解除可能に係合して開閉ロッドが進出方向へ移動不可能に係止するようにベース部材に装着された係止部材を有し、この係止部材がベース部材の外部からの入力で被係止部から係合解除して開閉ロッドをロック解除可能に構成された開閉ロッド係止機構を備えたので、この開閉ロッド係止機構により、係止部材を被係止部に係合させて、開閉ロッドを退入位置に完全にロックすることができ、また、外部からの入力で係止部材を被係止部から係合解除させて、開閉ロッドをロック解除可能にすることができる。

請求項９の工具交換用アーム装置によれば、被係止部が開閉ロッドに貫通状に形成された被係止孔部からなるとともに、開閉ロッドに被係止孔部から基端側へ延び且つ被係止孔部の直径よりも狭幅の長孔が貫通状に形成され、開閉ロッド係止機構は、係止部材を被係止孔部に係合させる方向へ付勢する係止部材付勢手段と、係止部材から被係止孔部と長孔とを含む貫通孔を貫通してベース部材の外部へ突出するように一体的に延びる突出軸部材とを有し、その突出軸部材が駆動軸の進退により自動工具交換装置の本体部に固定の部材に押動されて、係止部材を被係止孔部から係合解除して長孔に移動可能に構成したので、駆動軸の進退を利用し、また、自動工具交換装置の本体部に固定の部材を利用して、外部からの入力を確実に得て、係止部材を被係止孔部から確実に係合解除させることができ、また、突出軸部材を本体部に固定の部材から遠ざけることで、係止部材を被係止孔部に係合させることが可能になる。

請求項１０の工具交換用アーム装置によれば、ロック機構は、開閉ロッドを退入位置にロックすることで１対のカム機構を介して１対のグリッパ部材を閉位置にロックするものであるので、１対のグリッパ部材と開閉ロッドとを個別にロックする構成が不要になり、ロック機構は、ベース部材と共に回転可能に一端部が自動工具交換装置の本体部に支持されてベース部材を貫通して延び且つ大径部と小径部とを有するロックロッドと、開閉ロッドの基端部に設けられ、ロックロッドの大径部に係合可能なロッド係合部とを有し、ロッド係合部がロックロッドの大径部に係合した状態で、開閉ロッドを退入位置にロックするとともに、ロッド係合部がロックロッドの小径部に対向した状態で、開閉ロッドを進退可能に構成したので、工具受け入れ空間への工具ホルダの導入と工具受け入れ空間からの工具ホルダの導出とを、ロッド係合部をロックロッドの小径部に対向させた状態にして確実に行うことができ、また、閉位置の１対のグリッパ部材が工具ホルダを把持した状態で、ロッド係合部をロックロッドの大径部に係合させた状態にして、開閉ロッドを退入位置にロックすることで、１対のグリッパ部材を閉位置に確実にロックすることができ、この状態で、ベース部材をロックロッドと共に回転させて、工具ホルダを確実に把持して移動させることができる。

請求項１１の工具交換用アーム装置によれば、ロック機構は、ベース部材と共に回転可能に一端部が自動工具交換装置の本体部に支持されてベース部材を貫通して延び且つ大径部と小径部とを夫々有する１対のロックロッドと、１対のグリッパ部材の基端部に設けられ、１対のロックロッドの大径部に夫々係合可能な１対のロッド係合部とを有し、１対のロッド係合部が１対のロックロッドの大径部に係合した状態で、１対のグリッパ部材を閉位置にロックするとともに、１対のロッド係合部が１対のロックロッドの小径部に対向可能な位置で、１対のグリッパ部材を開閉可能に構成したので、工具受け入れ空間への工具ホルダの導入と工具受け入れ空間からの工具ホルダの導出とを、１対のロッド係合部を１対のロックロッドの小径部に対向可能な位置にして確実に行うことができ、また、閉位置の１対のグリッパ部材が工具ホルダを把持した状態で、１対のロッド係合部を１対のロックロッドの大径部に係合させた状態にして、１対のグリッパ部材を閉位置に確実にロックすることができ、この状態で、ベース部材をロックロッドと共に回転させて、工具ホルダを確実に把持して移動させることができる。

請求項１２の工具交換用アーム装置によれば、ベース部材の中央部に駆動軸の先端部分を連結し、２組の１対のグリッパ部材、開閉ロッド、開閉切換機構、及びロック機構を、ベース部材のうち駆動軸との連結部を挟んだ両側部分に設けたので、使用後の工具ホルダの主軸から工具マガジン側への受け渡しと、新たな工具ホルダの工具マガジン側から主軸への受け渡しとを同時に行うことができる。

本発明の工具交換用アーム装置は、自動工具交換装置の進退且つ回転可能な駆動軸の先端部分に取付けられるベース部材と、このベース部材の端部近傍部に互いに接近・離隔する方向へ開閉自在に支持され開位置で工具ホルダを受け渡し可能で閉位置で工具ホルダを把持可能な１対のグリッパ部材とを備え、１対のグリッパ部材の間の工具受け入れ空間に導入された工具ホルダで開閉ロッドが押されて、その動作に連動して１対のグリッパ部材が閉じて工具ホルダを把持できるように構成されている。

図１に示すように、自動工具交換装置１は、その本体部となる本体装置２と、本体装置２に進退且つ回転可能に設けられ本体装置２の下部筒状ケース２ａから下方へ突出する駆動軸３と、駆動軸３の下端部分（先端部分）に装着される工具交換用アーム装置４と、本体装置２に設けられ駆動軸３を進退駆動するとともに回転駆動するモータ７ａと変速機７ｂとを有する駆動機構７と、駆動機構７を制御する制御装置（図示略）とを備えている。工具交換用アーム装置４については、既存の自動工具交換装置の工具交換用アーム装置に代えて適用することが可能である。

工具交換用アーム装置４について詳しく説明する。
図１〜図６に示すように、工具交換用アーム装置４は、駆動軸３の下端部分に取付けられるベース部材１０を備えるとともに、ベース部材１０に組付けられたグリッパ２０及び開閉ロッド３０及び開閉切換機構４０及びロック機構５０を夫々２組備えている。

尚、図１〜図１０に示す矢印ａ方向を上方、各組のグリッパ２０と開閉ロッド３０と開閉切換機構４０とロック機構５０に対して、矢印ｂ方向を前方、矢印ｃ方向を左右方向、矢印ｃ方向（左右方向）のうち、駆動軸３の軸心と交差する前後方向の中心線側を左右内方、その中心線反対側を左右外方として説明する。尚、図１０は、工具交換用アーム装置４を用いて交換可能な工具６を保持した標準的な工具ホルダ５を示しおり、工具ホルダ５は図示のように工具６を下方へ突出させた姿勢で交換が行われる。

ベース部材１０は水平に細長い平面視矩形に形成され、ベース部材１０の中央部分に駆動軸３の下端部分が挿入されて固定的に連結されている。２組のグリッパ２０と開閉ロッド３０と開閉切換機構４０とロック機構５０は、ベース部材１０のうち駆動軸３との連結部を挟んだ両側部分に、駆動軸３の軸心回り１８０度対称位置に設けられている。つまり、２組のグリッパ２０と開閉ロッド３０と開閉切換機構４０とロック機構５０は夫々対称構造であり、以下、それらの一方について説明する。

図２〜図５に示すように、グリッパ２０は左右１対のグリッパ部材２１からなる。１対のグリッパ部材２１は、ベース部材１０よりも前方へ突出して、互いに接近・離隔する左右方向へ開閉自在に、１対のグリッパ部材２１の後部が夫々支軸２２を介してベース部材１０の前端部近傍部に支持され、開位置（図４、図５の右側の１対のグリッパ部材２１の位置）で工具ホルダ５を受け渡し可能で、閉位置（図４、図５の左側の１対のグリッパ部材２１の位置）で工具ホルダ５を把持可能になる。

各グリッパ部材２１は、後部が支軸２２に連結されたグリッパベース２１ａと、グリッパベース２１ａの前部の左右内方部分に１対のボルト２１ｂで取付けられたグリッパ本体２１ｃとからなり、グリッパ本体２１ｃに円弧状係合部２１ｄが約８０度に亙って形成されている。１対のグリッパ部材２１が開位置のとき、それら先端部分の間の間隔が工具ホルダ５のフランジ５ａの直径よりも少し大きくなり、１対のグリッパ部材２１が閉位置のとき、それら円弧状係合部２１ｄが工具ホルダ５のフランジ５ａに形成された環状凹部５ｂに係合する。１対のボルト２１ｂを介してグリッパベース２１ａに対するグリッパ本体２１ｃの取付け位置を調節して、１対のグリッパ部材２１により工具ホルダ５を確実に把持できるように調節することができる。

ベース部材１０の前部の左右両側部分には、前方且つ左右外方に開の左右１対の収容空間１１が形成され、１対の収容空間１１に１対のグリッパベース２１ａの後部が収容されて、１対の支軸２２は、夫々、その上下両端部がベース部材１０の収容空間１１を形成する部分に固定支持されて、グリッパベース２１ａに摺動自在に貫通している。ここで、１対のグリッパ部材２１の間の工具受入れ空間２５は、１対のグリッパ部材２１で把持された工具ホルダ５が存在する空間であると定義する。

１対のグリッパ部材２１を開位置の方へ付勢するグリッパ付勢手段として、各グリッパベース２１ａの後部の左右外方部に板バネ２７がビス２７ａで装着されている。尚、各グリッパベース２１ａの前後方向中央部分の左右内方部にゴミ避けのゴム製プレート２６がビス２６ａで装着されている。ベース部材１０の前端部に上下左右の４つの前端ブロック片１２が夫々ボルト１２ａで装着され、各ゴム製プレート２６は、上下の前端ブロック片１２の間におけるベース部材１０の前端面に当接している。尚、ゴム製プレート２６については省略可能である。

ベース部材１０の左右両側端部には、左右１対の側端ブロック片１３が、夫々、収容空間１１の後部の左右外方をカバーするようにビス１３ａで装着され、各板バネ２７は、バネ力を蓄積した状態で、側端ブロック片１３に当接している。１対の側端ブロック片１３には、夫々、ボルト１４が左右貫通状に挿通されてナット１５で固定され、１対のボルト１４の先端部に１対のグリッパ部材２１の後端部の左右外方部が受止められて、１対のグリッパ部材２１が最大限閉じた状態になる。尚、１対のボルト１４の突出量を調節して、１対のグリッパ部材２１が最大限閉じる位置（１対のグリッパ部材２１の閉位置又はその近傍位置）を調節することができる。

図３〜図９に示すように、開閉ロッド３０は、工具受入れ空間２５に臨むようにベース部材１０に進退自在に支持され、前端部（先端部）が工具受入れ空間２５内に突出する突出位置（図４〜図６の右側の開閉ロッド３０の位置）と突出位置から工具ホルダ５で退入側（後側）へ押動された退入位置（図４〜図６の左側の開閉ロッド３０の位置）とに亙って切換え可能に構成されている。

ベース部材１０の左右中央部には、ベース部材１０の前端外へ開口して後方へ駆動軸３の手前まで延びる孔部１６が形成され、開閉ロッド３０は孔部１６に摺動自在に挿通されている。ベース部材１０には、孔部１６の前端部と開閉ロッド部３０との間をシールするダストシール３１が装着されている。孔部１６の前後方向中央部には、その両端部分がベース部材１０の孔部１６を形成する部分に固定支持されたストッパピン３２が配設され、ストッパピン３２は、開閉ロッド３０に形成された前後に長い長孔３０ａに摺動自在に係合している。

開閉ロッド３０を突出位置の方へ付勢する開閉ロッド付勢手段として、開閉ロッド３０の内部に装着された１又は直列配置の複数の圧縮コイルバネ３３が設けられている。開閉ロッド３０には、前端外へ開放可能で後端が長孔３０ａに連通する孔３０ｂが形成され、この孔３０ｂに圧縮コイルバネ３３が収容され、この状態で、開閉ロッド３０の孔３０ｂの前端部が詮部材３４で閉じられ、圧縮コイルバネ３３は、ストッパピン３２と詮部材３４との間に介装されている。ストッパピン３２は、開閉ロッド３０の抜け止め機能を有するとともに、長孔３０ａの後端部に係合した状態で、或いは、１対の側端ブロック片１３が１対のグリッパベース２１ａを係止した状態で、開閉ロッド３０が突出位置になり、圧縮コイルバネ３３と協働して、開閉ロッド３０を突出位置に保持することができる。

開閉ロッド３０の前端部には、工具ホルダ５のフランジ５ａに形成されたキー溝５ｃに嵌合可能な先端嵌合部３０ｃが設けられている。工具ホルダ５のキー溝５ｃは、工具ホルダ５を工作機械の主軸に装着する際の回転方向の位置決めを行うとともに、主軸からの回転力を工具ホルダ５に伝達する為のものであり、開閉ロッド３０の先端嵌合部３０ｃはキー溝５ｃの奥端面５ｄに当接した状態で押動される。開閉ロッド３０の後部は、その上下両端部が水平面に切欠かれてロッド板状部３０ｄが形成されている。

図２、図５に示すように、開閉切換機構４０は、開閉ロッド３０が突出位置から退入位置に切換わる動作を１対のグリッパ部材２１が開位置から閉位置に切換わる動作に変換するとともに、開閉ロッド３０が退入位置から突出位置に切換わることで１対のグリッパ部材２１が閉位置から開位置に切換わることを可能にするものであり、１対のグリッパ部材２１に夫々対応する左右１対の対称構造のカム機構４１からなる。

各カム機構４１は、開閉ロッド３０に設けられたカム部として、開閉ロッド３０の後端側部分に形成されたカム凹部４２と、グリッパ部材２１に設けられカム凹部４２と係合するカム従動子として、グリッパ部材２１のうちベース部材１０に枢支される支軸２２よりも後端側部分に回動自在に装着されたローラ部材４３とを有する。

カム凹部４２は、平断面にて、開閉ロッド３０の左右外方側から左右内方側に切欠き状に、また、例えば、ローラ部材４３が少なくとも線接触又は点接触可能に形成されている。ローラ部材４３は、グリッパベース２１ａの後端部分に形成されたローラ収容部２１ｅに収容され、そのローラ収容部２１ｅよりも左右内方へ突出するように配置されるとともに、グリッパベース２１ａに上下に向く支軸４４を介して回転自在に支持されている。

ローラ部材４３がカム凹部４２の最も左右内方に位置する部分に当接した状態で、グリッパ部材２１が開位置になり、この状態から、開閉ロッド３０が退入駆動されると、ローラ部材４３がカム凹部４２のうち最も左右内方に位置する部分から前側へ延びる傾斜部に当接し、その傾斜部からローラ部材４３を介してグリッパ部材２１を閉位置の方へ回動させる力がグリッパ部材２１に付与される。

図２、図４〜９に示すように、ロック機構５０は、開閉ロッド３０を退入位置にロックすることで１対のカム機構４１を介して１対のグリッパ部材２１を閉位置にロックする機構であり、開閉ロッド３０を一時的にロックすることができる左右１対のディテント機構５１と、開閉ロッド３０を完全にロックすることができる開閉ロッド係止機構６０とを備えている。

１対のディテント機構５１は、開閉ロッド３０の外周部に形成された係合溝部５２に係合して、開閉ロッド３０から所定のロッド進出力を受けた場合に係合溝部５２から係合解除するように構成されて、この所定のロッド進出力は、１対のグリッパ部材２１が閉位置から開位置の方へ駆動される際に、この１対のグリッパ部材２１から１対のカム機構４１を介して開閉ロッド３０に付与される。係合溝部５２は、開閉ロッド３０の後部に環状のＶ字溝に形成されている。各ディテント機構５１は、係合溝部５２に係合解除可能に係合するようにベース部材１０に装着された鋼球５３と、鋼球５３を係合溝部５２に係合させる方向へ付勢する鋼球付勢手段に相当する圧縮コイルバネ５４とを有する。

ベース部材１０には、左右内方端が孔部１６の後部に連通して左右外方端がベース部材１０外へ臨む左右に向く取付孔１７が形成され、取付孔１７に軸状部材５５が摺動自在に装着され、軸状部材５５の左右内方端部に鋼球５３が装着されている。取付孔１７に蓋をする蓋部材５６がボルト５６ａでベース部材１０に固定的に装着され、蓋部材５６と軸状部材５５との間に圧縮コイルバネ５４が装着されている。尚、開閉ロッド３０の外周部には、係合溝部５２よりも後側に係合溝部５７が形成され、開閉ロッド３０が突出位置のときには、この係合溝部５７に鋼球５３が係合するようにしている。

開閉ロッド係止機構６０は、開閉ロッド３０に上下貫通状に形成された被係止部としての被係止孔部６１に係合解除可能に係合して開閉ロッド３０が進出方向へ移動不可能に係止するようにベース部材１０に装着された係止部材６２を有し、係止部材６２がベース部材１０の外部からの入力で被係止孔部６１から係合解除して開閉ロッド３０をロック解除可能に構成されている。開閉ロッド３０には、被係止孔部６１から後端側へ延び且つ被係止孔部６１の直径よりも挟幅の長孔６３が上下貫通状に形成されている。

被係止孔部６１及び長孔６３は、開閉ロッド３０のロッド板状部３０ｄに形成されているが、被係止孔部６１は、ロッド板状部３０ｄの上下全幅に亙って上下にストレートに形成され、長孔６３はロッド板状部３０ｄの上半部に形成され、ロッド板状部３０ｄの長孔６３の下側部分には、下方広がりのテーパ部６４が形成されている。

開閉ロッド係止機構６０は、係止部材６２を被係止孔部６１に係合させる上方へ付勢する係止部材付勢手段に相当する圧縮コイルバネ６５と、係止部材６２から上方へベース部材１０の外部へ突出するように一体的に延びる突出軸部材６６とを有し、その突出軸部材６６が駆動軸３の進退により自動工具交換装置１の本体装置２の筒状ケース２ａの下端部に固定のプレート部材２ｂに押動されて、係止部材６２を被係止孔部６１から係合解除して長孔６３を移動可能に構成されている。

また、係止部材６２の上部には、上方程小径化するテーパ軸部６７が形成され、係止部材６２が長孔６３の下側に位置している場合に、開閉ロッド３０のテーパ部６４に係合可能に構成されている。ここで、係止部材６２の位置が被係止孔部６１の位置よりも後側へ多少ずれている状態で、係止部材６２が圧縮コイルバネ６５で上方へ付勢されることで、テーパ部６４がテーパ軸部６７に係合案内されて、開閉ロッド３０が後退されつつ、係止部材６２が被係止孔部６１に引き込まれるように係合することもできる。

ベース部材１０には、上端部が孔部１６に連通して下端部がベース部材１０の下端外へ臨む取付孔１８が形成されている。ベース部材１０には、取付孔１８に蓋をする蓋部材６８がボルト６８ａで固定されて装着され、蓋部材６８に係止部材６２の下端部が摺動自在にガイド支持されるとともに、蓋部材６８と係止部材６２との間に圧縮コイルバネ６５が装着されている。係止部材６２が上下動する際に、圧縮コイルバネ６５が装着された空間に対する呼吸孔６８ｂが蓋部材６８に形成されている。

ベース部材１０には、孔部１６に下端が臨む軸孔形成部材６９が装着され、この軸孔形成部材６９の軸孔６９ａを突出軸部材６６が上下に摺動自在に貫通している。軸孔形成部材６９には、軸孔６９ａと突出軸部材６６との間をシールするダストシール６９ｂが装着されている。

以上説明した工具交換用アーム装置４の作用・効果について説明する。
工具受け入れ空間２５に工具ホルダ５が導入されていないとき、圧縮コイルバネ３３により、開閉ロッド３０が突出位置に保持されるとともに、板バネ２７により、１対のグリッパ部材２１が開位置に保持される。工具交換の際、２組の開閉ロッド３０が突出位置に２組２対のグリッパ部材２１が開位置に保持され、工具交換用アーム装置４が上死点近傍位置の所定の工具受け位置に切換えられた状態で開始される。

このとき、本体装置２に固定されたプレート部材２ｂにより、２組の開閉ロッド係止機構６０の係止部材６２が突出軸部材６６を介して下方へ押動されて、開閉ロッド３０の被係止孔部６１に係合不可能な位置に保持された状態になる。そこで、先ず、一方の１対のグリッパ部材２１の間の工具受け入れ空間２５に、主軸に装着された使用後の工具ホルダ５が主軸の移動によって導入され、また、他方の１対のグリッパ部材２１の間の工具受け入れ空間２５に、工具マガジン（図示略）から供給された工具ホルダ５が導入される。

工具ホルダ５が工具受け入れ空間２５に導入される際、工具ホルダ５のキー溝５ｃが後方の開閉ロッド３０の先端嵌合部３０ｃの方へ向くようにして行われ、こうして、工具ホルダ５が工具受け入れ空間２５に完全に導入される少し前に、先端嵌合部３０ｃが工具ホルダ５のキー溝５ｃに嵌合してその奥端面５ｄに当接し、この奥端面５ｄにより開閉ロッド３０が突出位置から退入位置の方へ押動され、それに連動して、１対のグリッパ部材２１が開位置から閉位置の方へ閉じられていく。

工具ホルダ５が工具受け入れ空間２５に完全に導入されると、開閉ロッド３０が退入位置に切換えられるとともに、１対のグリッパ部材２１が閉位置に切換えられて、１対のグリッパ部材２１により工具ホルダ５が把持される。また、開閉ロッド３０が退入位置に切換えられると、１対のディテント機構５１において、鋼球５３が圧縮コイルバネ５４により開閉ロッド３０の係合溝部５２に係合され、開閉ロッド３０が一時的にロックされる。尚、圧縮コイルバネ３３の付勢力では、鋼球５３が係合溝部５２から係合解除しない。

こうして、２組２対のグリッパ部材２１に使用後の工具ホルダ５と新たな工具ホルダ５が把持された後、主軸から使用後の工具ホルダ５が取り外された状態で、工具交換用アーム装置４が、駆動軸３の進出により工具受け位置から下方に移動され、その後、駆動軸３の回転により１８０度回転された後、駆動軸３の退入により上方に移動されて上死点近傍位置の所定の工具渡し位置に切換えられる。

ここで、工具交換用アーム装置４が工具受け位置から下方に移動されると、開閉ロッド係止機構６０において、係止部材６２が開閉ロッド３０の被係止孔部６１に係合されると、開閉ロッド３０が完全にロックされ、この状態で、工具交換用アーム装置４が１８０度回転され、その後、工具交換用アーム装置４が上昇して工具渡し位置に切換えられると、再び、係止部材６２が開閉ロッド３０の被係止孔部６１から係合解除された状態になる。

工具渡し位置において、他方の１対のグリッパ部材２１に把持された新たな工具ホルダ５が主軸に装着されてから、主軸の移動によって他方の１対のグリッパ部材２１の間の工具受け入れ空間２５から導出される。この工具ホルダ５の工具受け入れ空間２５からの導出開始時に、工具ホルダ５が１対のグリッパ部材２１に開位置方向の力を与えることで、１対のグリッパ部材２１を介して開閉ロッド３０に所定のロッド進出力を与え、これにより、１対のディテント機構５１による開閉ロッド３０のロックが解除される。

これにより、圧縮コイルバネ３３の付勢力により、工具ホルダ５の工具受け入れ空間２５からの導出と共に、開閉ロッド３０が退入位置から突出位置に切換えられ、また、板バネ２７により、１対のグリッパ部材２１が閉位置から開位置に切換えられ、工具交換が終了する。一方の１対のグリッパ部材２１に把持された使用後の工具ホルダ５は、前記同様に工具受け入れ空間２５から導出されて、工具マガジンに戻される。

以上説明した工具交換用アーム装置４によれば次の効果を奏する。
１対のグリッパ部材２１の間の工具受入れ空間２５に臨むようにベース部材１０に進退自在に支持された開閉ロッド３０を設け、この開閉ロッド３０をその先端部が工具受入れ空間２５内に突出する突出位置とこの突出位置から工具ホルダ５で退入側へ押動された退入位置とに亙って切換え可能に構成するとともに、開閉切換機構４０により、開閉ロッド３０が突出位置から退入位置に切換わる動作（ロッド退入切換動作）を１対のグリッパ部材２１が開位置から閉位置に切換わる動作（グリッパ閉切換動作）に変換するとともに、開閉ロッド３０が退入位置から突出位置に切換わることで１対のグリッパ部材２１が閉位置から開位置に切換わることを可能にし、ロック機構５０により、１対のグリッパ部材２１を閉位置にロックするように構成した。

従って、１対のグリッパ部材２１を閉位置の方へ強力にバネ付勢する必要がなく、工具ホルダ５を工具受け入れ空間２５に導入する際には、予め１対のグリッパ部材２１を開位置（開閉ロッド３０を突出位置）に保持しておくように構成でき、工具ホルダ５が１対のグリッパ部材２１の先端部分を強く押し広げることなく、工具ホルダ５を工具受け入れ空間２５にスムーズに導入することができ、このとき、工具ホルダ５により開閉ロッド３０を突出位置から退入位置に切換えることで、１対のグリッパ部材２１を開位置から閉位置に切換えることができ、更に、開閉ロッド３０を退入位置にロックすると共に１対のグリッパ部材２１を閉位置にロックすることができ、１対のグリッパ部材２１が閉位置に保持されて工具ホルダ５を確実に把持することができる。しかも、工具ホルダ５を工具受け入れ空間２５から導出する際には、ロック機構５０による開閉ロッド３０及び１対のグリッパ部材２１のロックを解除して、工具ホルダ５が１対のグリッパ部材２１の先端部分を軽く押し広げるだけで、１対のグリッパ部材２１を閉位置から開位置に切換えて、ここで、１対のグリッパ部材２１の閉位置から開位置への切換については、開閉ロッド３０の退入位置から突出位置への切換えにより可能になり、こうして、工具ホルダ５を工具受け入れ空間２５からスムーズに導出することができる。

このように、１対のグリッパ部材２１の間の工具受け入れ空間２５への工具ホルダ５の導入と工具受け入れ空間２５からの工具ホルダ５の導出とをスムーズに行うことができ、主軸と工具交換用アーム装置４とに大きな負荷が作用して悪影響を及ぼすこと、つまり、工作機械の所定の加工精度がでないことや工作機械（主軸）が損傷する等の不具合が発生すること、工具交換用アーム装置４が損傷することを防止することができ、しかも、工具ホルダ５の１対のグリッパ部材２１との接触や１対のグリッパ部材２１の開閉による騒音を低減することができ、故に、工具交換を高速化して前記効果を達成することができ、また、１対のグリッパ部材２１の先端部分の間に、それらの先端部分を工具ホルダ５で押し広げる為の比較的大きな間隔を設けておく必要がなくなり、つまり、閉位置の１対のグリッパ部材２１で工具ホルダ５を把持できる領域を大きくして、工具ホルダ５を把持する把持性能を高めることができる。そのため、特に横型マシニングセンターの重量工具等の工具も安全に且つ確実に交換することができる。

開閉切換機構４０は、１対のグリッパ部材２１に夫々対応する１対のカム機構４１からなり、各カム機構４１は、開閉ロッド３０に設けられたカム部としてのカム凹部４２と、グリッパ部材２１に設けられカム凹部４２に係合するカム従動子としてのローラ部材４３とを有するので、１対のカム機構４１により、前記ロッド退入切換動作を前記グリッパ閉切換動作に確実に変換することができる。

カム凹部４２は開閉ロッド３０の後部（基端側部分）に形成され、ローラ部材４３はグリッパ部材２１のうちベース部材１０に枢支される支軸２２よりも（後側部分）基端側部分に回動自在に装着されたので、１対のカム機構４１の耐久性を高めるとともに、前記ロッド退入切換動作を前記グリッパ閉切換動作にスムーズに変換することができる。尚、開閉ロッド３０にカム従動子を設け、このカム従動子が係合するカム凹部をグリッパ部材２１に設けてもよい。

開閉ロッド３０を突出位置の方へ付勢する圧縮コイルバネ３３を設けたので、この圧縮コイルバネ３３により、工具ホルダ５を工具受け入れ空間２５に導入する際、予め開閉ロッド３０を突出位置に保持しておくことができ、また、工具ホルダ５を工具受け入れ空間２５から導出する際、ロック機構５０による開閉ロッド３０のロックを解除することで、開閉ロッド３０が突出位置に復帰するように構成することができる。

１対のグリッパ部材２１を開位置の方へ付勢する板バネ２７を設けたので、この板バネ２７により、工具ホルダ５を工具受け入れ空間２５に導入する際、予め１対のグリッパ部材２１を開位置に確実に保持しておくことができ、また、工具ホルダ５を工具受け入れ空間２５から導出する際、１対のグリッパ部材２１を開位置に確実に復帰させることができる。

ロック機構５０は、開閉ロッド３０を退入位置にロックすることで１対のカム機構４１を介して１対のグリッパ部材２１を閉位置にロックするものであるので、１対のグリッパ部材２１と開閉ロッド３０とを個別にロックする構成が不要になり、ロック機構５０は、開閉ロッド３０の外周部に形成された係合溝部５２に係合して、開閉ロッド３０から所定のロッド進出力を受けた場合に係合溝部５２から係合解除する１対のディテント機構５１を含むので、工具ホルダ５の工具受け入れ空間２５からの導出開始時に、工具ホルダ５が１対のグリッパ部材２１に開位置方向の力を与えることで、１対のグリッパ部材２１を介して開閉ロッド３０に所定のロッド進出力を与え、これにより、１対のディテント機構５１による開閉ロッド３０のロックを解除することができる。

ディテント機構５１は、係合溝部５２に係合解除可能に係合するようにベース部材１０に装着された鋼球５３と、この鋼球５３を係合溝部５２に係合させる方向へ付勢する圧縮コイルバネ５４とを有するので、鋼球５３が係合溝部５２に係合した状態で、開閉ロッド３０をロックするとともに、開閉ロッド３０から所定のロッド進出力を受けた場合に、鋼球５３が圧縮コイルバネ５４の付勢力に抗して係合溝部５２から係合解除するようにして、ディテント機構５１による開閉ロッド３０のロックを確実に解除することができる。

ロック機構５０は、開閉ロッド３０に上下貫通状に形成された被係止部としての被係止孔部６１に係合解除可能に係合して開閉ロッド３０が進出方向へ移動不可能に係止するようにベース部材１０に装着された係止部材６２を有し、この係止部材６２がベース部材１０の外部からの入力で被係止孔部６１から係合解除して開閉ロッド３０をロック解除可能に構成された開閉ロッド係止機構６０を備えたので、この開閉ロッド係止機構６０により、係止部材６２を被係止孔部６１に係合させて、開閉ロッド３０を退入位置に完全にロックすることができ、また、外部からの入力で係止部材６２を被係止孔部６１から係合解除させて、開閉ロッド３０をロック解除可能にすることができる。

開閉ロッド３０に被係止孔部６１から後側（基端側）へ延び且つ被係止孔部６１の直径よりも狭幅の長孔６３が貫通状に形成され、開閉ロッド係止機構６０は、係止部材６２を被係止孔部６１に係合させる方向へ付勢する圧縮コイルバネ６５と、係止部材６２から被係止孔部６１と長孔６３とを含む貫通孔を貫通してベース部材１０の外部へ突出するように一体的に延びる突出軸部材６６とを有し、その突出軸部材６６が駆動軸３の進退により自動工具交換装置１の本体装置２に固定のプレート部材２ｂに押動されて、係止部材６２を被係止孔部６１から係合解除して長孔６３に移動可能に構成したので、駆動軸３の進退を利用し、また、自動工具交換装置１の本体装置２に固定のプレート部材２ｂを利用して、外部からの入力を確実に得て、係止部材６２を被係止孔部６１から確実に係合解除させることができ、また、突出軸部材６６を本体装置２に固定のプレート部材２ｂから遠ざけることで、係止部材６２を被係止孔部６１に係合させることが可能になる。

開閉ロッド３０の先端部は、工具ホルダ５に形成されたキー溝５ｃの奥端面５ｄに当接した状態で押動されるので、キー溝５ｃの側面は主軸に装着する工具ホルダ５の回転方向の位置決め精度を確保する上で重要な部分であるが、キー溝５ｃの奥端面５ｄは前記位置決め精度の確保に寄与しない部分であり、故に、工具ホルダ５により開閉ロッド３０を押動する際、開閉ロッド３０が工具ホルダ５のキー溝５ｃの側面を傷付けることなく、また、工具ホルダ５のキー溝５ｃ以外の外周面を傷付けることなく行うことができる。また、１対のグリッパ部材２１に対しても工具ホルダ５を回転方向に位置決めして把持することができ、故に、工具ホルダ５を主軸に容易に回転方向の位置決めを行って装着できる。

ベース部材１０の中央部に駆動軸３の先端部分を連結し、２組の１対のグリッパ部材２１、開閉ロッド３０、開閉切換機構４０、及びロック機構５０を、ベース部材１０のうち駆動軸３との連結部を挟んだ両側部分に設けたので、使用後の工具ホルダ５の主軸から工具マガジン側への受け渡しと、新たな工具ホルダ５の工具マガジン側から主軸への受け渡しとを同時に行うことができる。尚、ロック機構５０において、開閉ロッド３０の長孔６３の後端側に被係止孔部６１と同様の孔部を形成して、この孔部と長孔６３と被係止孔部６１とを平面視にて眼鏡孔状に形成してもよい。この場合、本実施例のロック機構５０に悪影響を与えることはなく、次に説明する実施例２のロック機構を有するものに適用する開閉ロッドとして、この開閉ロッド５０を適用可能にすることが期待できる。

実施例２の工具交換用アーム装置４Ａは、実施例１の工具交換用アーム装置４において、ロック機構５０を変更したものであり、その他の構成については、実施例１の工具交換用アーム装置４と基本的に同様である。このロック機構４０Ａは、実施例１と同様に、開閉ロッド３０Ａを退入位置にロックすることで１対のカム機構４１を介して１対のグリッパ部材２１を閉位置にロックする機構であり、２組の１対のグリッパ部材２１と開閉ロッド３０Ａと開閉切換機構４０に対応させて２組備えられている。

図１１、図１２に示すように、各ロック機構５０Ａは、ベース部材１０と共に回転可能に上端部が自動工具交換装置１の本体装置２に支持されてベース部材１０を貫通して延び且つ大径部７０ａと小径部７０ｂとを有するロックロッド７０と、開閉ロッド３０Ａの後端部に設けられ、ロックロッド７０の大径部７０ａに係合可能なロッド係合部７１とを有し、ロッド係合部７１がロックロッド７０の大径部７０ａに係合した状態で、開閉ロッド３０Ａを退入位置にロックするとともに、ロッド係合部７１がロックロッド７０の小径部７０ｂに対向した状態で、開閉ロッド３０Ａを進退可能に構成されている。

本体装置２の筒状ケース２ａの下端部には、駆動軸３が挿通する固定部材７２がボルト７２ａで締結され、この固定部材７２にリング状のロッド取付部材７３が外嵌されて、ベアリング７４とストップリング７５により回転自在に支持され装着されている。このロッド取付部材７３に２組のロック機構５０Ａの２本のロックロッド７０の上端部がネジ結合され、各ロックロッド７０において、その上端側部分にロッド係合部７１の上下幅と略同じ長さの小径部７０ｂが形成され、その他の部分に大径部７０ａが形成されている。

ロッド係合部７１は、後端開で小径部７０ｂの円形断面の直径と略同じ間隔を空けて設けられた２股部７１ａと、２股部７１ａの前端に繋がり大径部７０ａの円形断面の直径と略同じ直径の円弧状部７１ｂとを有し、ロッド係合部７１が小径部７０ｂと同じ高さ位置のとき、開閉ロッド３０Ａが進退できるので、１対のグリッパ部材２１が開閉でき、開閉ロッド３０Ａが退入位置のとき、ロッド係合部７１が大径部７０ａと同じ高さ位置になると、円弧状部７１ｂが大径部７０ａに係合して、開閉ロッド３０Ａが退入位置にロックされ進退不能になり、１対のグリッパ部材２１が閉位置にロックされ開閉不能になり、この状態で、工具交換用アーム装置４Ａが駆動軸３と共に上下動可能になる。また、ロッド係合部７１（２股部７１ａ）の後端側に大径部７０ａの円形断面の直径と略同じ直径の後端円弧状部７１ｃが形成され、開閉ロッド３０Ａが突出位置のとき、この後端円弧状部７１ｃが大径部７０ａの外周外側に臨んで、工具交換用アーム装置４Ａが駆動軸３と共に上下動することが許容される。

この工具交換用アーム装置４Ａによれば、工具受け入れ空間２５への工具ホルダ５の導入と工具受け入れ空間２５からの工具ホルダ５の導出とを、ロッド係合部７１をロックロッド７０の小径部７０ｂに対向させた状態にして確実に行うことができ、また、閉位置の１対のグリッパ部材２１が工具ホルダ５を把持した状態で、ロッド係合部７１をロックロッド７０の大径部７０ａに係合させた状態にして、開閉ロッド３０Ａを退入位置にロックすることで、１対のグリッパ部材２１を閉位置に確実にロックすることができ、この状態で、ベース部材１０をロックロッド７０と共に回転させて、工具ホルダ５を確実に把持して移動させることができる。その他は実施例１と基本的に同様の作用・効果を奏する。

実施例３の工具交換用アーム装置４Ｂは、実施例１の工具交換用アーム装置４において、ロック機構５０を変更したものであり、その他の構成については、実施例１の工具交換用アーム装置４と基本的に同様である。このロック機構５０Ｂは、１対のグリッパ部材２１を閉位置に直接ロックする機構であり、２組の１対のグリッパ部材２１Ｂと開閉ロッド３０Ｂと開閉切換機構４０に対応させて２組備えられている。

図１３、図１４に示すように、各ロック機構５０Ｂは、ベース部材１０と共に回転可能に一端部が自動工具交換装置１の本体装置２に支持されてベース部材１０を貫通して延び且つ大径部８０ａと小径部８０ｂとを夫々有する１対のロックロッド８０と、１対のグリッパ部材２１Ｂの後端部に設けられ、１対のロックロッド８０の大径部８０ａに夫々係合可能な１対のロッド係合部８１とを有し、１対のロッド係合部８１が１対のロックロッド８０の大径部８０ａに係合した状態で、１対のグリッパ部材２１Ｂを閉位置にロックするとともに、１対のロッド係合部８１が１対のロックロッド８０の小径部８０ｂに対向可能な位置で、１対のグリッパ部材２１Ｂを開閉可能に構成されている。

本体装置２の筒状ケース２ａの下端部には、実施例２と同様に、駆動軸３が挿通する固定部材７２がボルト７２ａで締結され、この固定部材７２にリング状のロッド取付部材７３が外嵌されて、ベアリング７４とストップリング７５により回転自在に支持され装着されている。このロッド取付部材７３に２組のロック機構５０Ｂの４本のロックロッド８０の上端部がネジ結合され、各ロックロッド８０において、その上端側部分にロッド係合部８１の上下幅と略同じ長さの小径部８０ｂが形成され、その他の部分に大径部８０ａが形成されている。

ロッド係合部８１は、大径部８０ａの円形断面の直径と略同じ直径の円弧状部からなり、ロッド係合部８１が小径部８０ｂと同じ高さ位置のとき、ロッド係合部８１を含むグリッパ部材２１Ｂの後端部がこの小径部８０ｂ（大径部８０ａにも）に接触することなく、１対のグリッパ部材２１Ｂが開閉でき、１対のグリッパ部材２１Ｂが閉位置のとき、ロッド係合部８１が大径部８０ａと同じ高さ位置になると、この大径部８０ａに係合して、１対のグリッパ部材２１が閉位置にロックされ開閉不能になり、この状態で、工具交換用アーム装置４Ｂが駆動軸３と共に上下動可能になる。また、各グリッパ部材２１Ｂの後端部のうちロッド係合部８１の左右外方部に、大径部８０ａの円形断面の直径と略同じ直径の後端円弧状部８１ａが形成され、グリッパ部材２１Ｂが開位置のとき、この後端円弧状部８１ａが大径部８０ａの外周外側に臨んで、工具交換用アーム装置４Ｂが駆動軸３と共に上下動することが許容される。

この工具交換用アーム装置４Ｂによれば、工具受け入れ空間２５への工具ホルダ５の導入と工具受け入れ空間２５からの工具ホルダ５の導出とを、１対のロッド係合部８１を１対のロックロッド８０の小径部８０ｂに対向可能な位置にして確実に行うことができ、また、閉位置の１対のグリッパ部材２１Ｂが工具ホルダ５を把持した状態で、１対のロッド係合部８１を１対のロックロッド８０の大径部８０ａに係合させた状態にして、１対のグリッパ部材２１Ｂを閉位置に確実にロックすることができ、この状態で、ベース部材１０をロックロッド８０と共に回転させて、工具ホルダ５を確実に把持して移動させることができる。その他は実施例１と基本的に同様の作用・効果を奏する。

実施例４の工具交換用アーム装置４Ｃは、実施例３の工具交換用アーム装置４Ｂにおいて、１対のグリッパ部材２１Ｃを開位置の方へ付勢するグリッパ付勢手段として、１対の板バネ２７の代わりに左右１対のグリッパ付勢構造９０を備えたものである。尚、このグリッパ付勢構造９０は、実施例１，２の工具交換用アーム装置４，４Ａにも、その板バネ２７に代えて適用可能である。

図１５に示すように、この工具交換用アーム装置４Ｃでは、グリッパ付勢構造９０が、ベース部材１０に固定的に設けられた側端ブロック片１３に装着され、グリッパ部材２１Ｃのグリッパベース２１Ｃａのうち支軸２２よりも後側の左右外方端部に装着された上下向きのバネ受け軸状部材９１を介して、グリッパ部材２１Ｃを開位置の方へ付勢する。

グリッパ付勢構造９０においては、側端ブロック片１３には、左右外側から凹部１３ａが形成されるとともに、この凹部１３ａを介して左右に貫通する貫通孔１３ｂが形成され、付勢ピン９２が貫通孔１３ｂを貫通し、その鍔部が凹部１３ａに嵌合するように装着されている。また、側端ブロック片１３には、その左右外側から凹部１３ａを覆うようにバネケース９３が固定され、このバネケース９３の内部に付勢ピン９２を左右内方へ付勢する圧縮コイルバネ９４が装着され、これにより、付勢ピン９２の先端部がバネ受け軸状部材９１に当接して、グリッパ部材２１Ｃを開位置の方へ付勢する付勢力を付与している。

尚、図示省略するが、このグリッパ付勢構造９０やこれに類するグリッパ付勢構造により、グリッパ部材２１Ｃをベース部材１０に枢支する枢支軸２２に付勢力を付与し、この枢支軸２２を介してグリッパ部材２１Ｃを開位置の方へ付勢するようにしてもよい。この場合、枢支軸２２はグリッパ部材２１Ｃに固定されて、その両端部がベース部材１０に回動自在に係合するように構成することが望ましい。

また、この場合、枢支軸２２に枢支軸２２と偏心したバネ受け円板状部材を固定的に設け、このバネ受け円板状部材に付勢力を付与し、この場合、グリッパ部材２１Ｃの開閉位置に応じて、グリッパ部材２１Ｃが受ける回動方向の付勢力を変化させたり、その付勢方向を変化させるように構成してもよい。尚、バネ受け軸状部材９１の代わりに、バネ受け球状部材を設けてもよい。

実施例５の工具交換用アーム装置４Ｄは、１対のグリッパ部材２１を受止めて最大限閉じた状態にする左右１対のグリッパ受止構造９５を、実施例１の工具交換用アーム装置４の１対のボルト１４とナット１５に代えて備えたものである。尚、このグリッパ受止構造９５は、実施例２〜４の工具交換用アーム装置４Ａ，４Ｂ，４Ｃにも、そのボルト１４とナット１５に代えて適用可能である。尚、図１６、図１７には、１対のグリッパ部材２１を開位置の方へ付勢するバネ等の付勢手段は図示されていないが、設けられている。

図１６、図１７に示すように、この工具交換用アーム装置４Ｄでは、１対のグリッパ受止構造９５として、１対の側端ブロック片１３に左右貫通状に螺合された左右１対のボルト９６と、１対のボルト９６を夫々止めるために１対の側端ブロック片１３に上側（又は下側）から螺合された左右１対のセットビス９７とが設けられている。つまり、１対のボルト９６が側端ブロック片１３から左右内方へ突出し、その先端部でグリッパ部材２１を受止めるが、そのボルト９６の突出量を調節して、そこで、１対のセットビス９７で１対のボルト９６を固定して、１対のグリッパ部材２１が最大限閉じる位置（１対のグリッパ部材２１の閉位置又はその近傍位置）を調節することができる。

図示省略するが、１対のグリッパ部材を閉位置に直接ロックするロック機構を設け、そのロック機構が、ベース部材に可動に装着された１対のロックピンと、１対のグリッパ部材の基端部に設けられ１対のロックピンが夫々係合・係合解除可能な１対のロックピン係合部とを有し、通常は、ロックピンがロックピン係合部に係合した又はロックピン係合部から係合解除した状態にあり、このロックピンがベース部材の外部からの入力でロックピン係合部から係合解除する又はロックピン係合部に係合するように構成してもよい。この場合、ロックピンをベース部材の外部へ突出させておき、そのロックピンが駆動軸の進退により自動工具交換装置の本体装置２に固定の部材（例えば、プレート部材）に押動されて、ロックピンがロックピン係合部から係合解除する又はロックピン係合部に係合するように構成してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を付加して実施可能であり、また、本発明については、自動工具交換装置に装備される種々の工具交換用アーム装置として適用することができる。

実施例１の工具交換用アーム装置を含む自動工具交換装置の正面図である。 工具交換用アーム装置の側面図である。 工具交換用アーム装置の正面図である。 工具交換用アーム装置の底面図である。 図２のV −V 線断面図である。 図５のVI−VI線断面図である。 開閉ロッド係止機構の縦断面図である。 開閉ロッド係止機構の縦断面図である。 開閉ロッド係止機構の縦断面図である。 工具及び工具ホルダの正面図である。 実施例２の工具交換用アーム装置の図５相当図である。 図１１のXII −XII 線断面図である。 実施例３の工具交換用アーム装置の図５相当図である。 図１３のXIV −XIV 線断面図である。 実施例４の工具交換用アーム装置の図５相当図である。 実施例５の工具交換用アーム装置の図５相当図の要部の図である。 図１６のXVII−XVII線断面図である。

符号の説明

１ 自動工具交換装置
２ 本体装置
２ｂ プレート部材
３ 駆動軸
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 工具交換用アーム装置
５ 工具ホルダ
１０ ベース部材
２１，２１Ｂ，２１Ｃ グリッパ部材
２５ 工具受け入れ空間
２７ 板バネ
３０，３０Ａ，３０Ｂ 開閉ロッド
３３ 圧縮コイルバネ
４０ 開閉切換機構
４１ カム機構
４２ カム凹部
４３ ローラ部材
５０，５０Ａ，５０Ｂ ロック機構
５１ ディテント機構
５２ 係合溝部
５３ 鋼球
５４ 圧縮コイルバネ
６０ 開閉ロッド係止機構
６１ 被係止孔部
６２ 係止部材
６３ 長孔
６５ 圧縮コイルバネ
６６ 突出軸部材
７０，８０ ロックロッド
７０ａ，８０ａ 大径部
７０ｂ，８０ｂ 小径部
７１，８１ ロッド係合部
９４ 圧縮コイルバネ

Claims (12)

1. 自動工具交換装置の進退且つ回転可能な駆動軸の先端部分に取付けられるベース部材と、このベース部材の端部近傍部に互いに接近・離隔する方向へ開閉自在に支持され開位置で工具ホルダを受け渡し可能で閉位置で工具ホルダを把持可能な１対のグリッパ部材とを備えた工具交換用アーム装置において、
   前記１対のグリッパ部材の間の工具受入れ空間に臨むようにベース部材に進退自在に支持され、先端部が前記工具受入れ空間内に突出する突出位置とこの突出位置から工具ホルダで退入側へ押動された退入位置とに亙って切換え可能な開閉ロッドと、
   前記開閉ロッドが前記突出位置から退入位置に切換わる動作を１対のグリッパ部材が前記開位置から閉位置に切換わる動作に変換するとともに、開閉ロッドが前記退入位置から突出位置に切換わることで１対のグリッパ部材が前記閉位置から開位置に切換わることを可能にする開閉切換機構と、
   前記１対のグリッパ部材を閉位置にロックするロック機構と、
   を備えたことを特徴とする工具交換用アーム装置。
2. 前記開閉切換機構は、１対のグリッパ部材に夫々対応する１対のカム機構からなり、
   各カム機構は、開閉ロッドとグリッパ部材の一方に設けられたカム部と、開閉ロッドとグリッパ部材の他方に設けられカム部と係合するカム従動子とを有することを特徴とする請求項１に記載の工具交換用アーム装置。
3. 前記カム部は開閉ロッドの基端側部分に形成されたカム凹部からなり、前記カム従動子は、グリッパ部材のうちベース部材に枢支される支軸よりも基端側部分に回動自在に装着されたローラ部材からなることを特徴とする請求項２に記載の工具交換用アーム装置。
4. 前記開閉ロッドを前記突出位置の方へ付勢する開閉ロッド付勢手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の工具交換用アーム装置。
5. 前記１対のグリッパ部材を前記開位置の方へ付勢するグリッパ部材付勢手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の工具交換用アーム装置。
6. 前記ロック機構は、開閉ロッドを退入位置にロックすることで１対のカム機構を介して１対のグリッパ部材を閉位置にロックするものであり、
   前記ロック機構は、開閉ロッドの外周部に形成された係合溝部に係合して、開閉ロッドから所定のロッド進出力を受けた場合に前記係合溝部から係合解除するディテント機構を含むことを特徴とする請求項２に記載の工具交換用アーム装置。
7. 前記ディテント機構は、前記係合溝部に係合解除可能に係合するようにベース部材に装着された鋼球と、この鋼球を前記係合溝部に係合させる方向へ付勢する鋼球付勢手段とを有することを特徴とする請求項６に記載の工具交換用アーム装置。
8. 前記ロック機構は、開閉ロッドに形成された被係止部に係合解除可能に係合して開閉ロッドが進出方向へ移動不可能に係止するようにベース部材に装着された係止部材を有し、この係止部材がベース部材の外部からの入力で前記被係止部から係合解除して開閉ロッドをロック解除可能に構成された開閉ロッド係止機構を備えたことを特徴とする請求項６に記載の工具交換用アーム装置。
9. 前記被係止部は開閉ロッドに貫通状に形成された被係止孔部からなるとともに、開閉ロッドに被係止孔部から基端側へ延び且つ被係止孔部の直径よりも狭幅の長孔が貫通状に形成され、
   前記開閉ロッド係止機構は、係止部材を前記被係止孔部に係合させる方向へ付勢する係止部材付勢手段と、係止部材から前記被係止孔部と長孔とを含む貫通孔を貫通してベース部材の外部へ突出するように一体的に延びる突出軸部材とを有し、その突出軸部材が前記駆動軸の進退により自動工具交換装置の本体部に固定の部材に押動されて、係止部材を前記被係止孔部から係合解除して前記長孔に移動可能に構成されたことを特徴とする請求項８に記載の工具交換用アーム装置。
10. 前記ロック機構は、開閉ロッドを退入位置にロックすることで１対のカム機構を介して１対のグリッパ部材を閉位置にロックするものであり、
    前記ロック機構は、
    前記ベース部材と共に回転可能に一端部が自動工具交換装置の本体部に支持されてベース部材を貫通して延び且つ大径部と小径部とを有するロックロッドと、
    前記開閉ロッドの基端部に設けられ、ロックロッドの大径部に係合可能なロッド係合部とを有し、
    前記ロッド係合部がロックロッドの大径部に係合した状態で、開閉ロッドを退入位置にロックするとともに、ロッド係合部がロックロッドの小径部に対向した状態で、開閉ロッドを進退可能に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の工具交換用アーム装置。
11. 前記ロック機構は、
    前記ベース部材と共に回転可能に一端部が自動工具交換装置の本体部に支持されてベース部材を貫通して延び且つ大径部と小径部とを夫々有する１対のロックロッドと、
    前記１対のグリッパ部材の基端部に設けられ、１対のロックロッドの大径部に夫々係合可能な１対のロッド係合部とを有し、
    前記１対のロッド係合部が１対のロックロッドの大径部に係合した状態で、１対のグリッパ部材を閉位置にロックするとともに、１対のロッド係合部が１対のロックロッドの小径部に対向可能な位置で、１対のグリッパ部材を開閉可能に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の工具交換用アーム装置。
12. 前記ベース部材の中央部に前記駆動軸の先端部分が連結され、
    ２組の前記１対のグリッパ部材、前記開閉ロッド、前記開閉切換機構、及び前記ロック機構が、ベース部材のうち前記駆動軸との連結部を挟んだ両側部分に設けられたことを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の工具交換用アーム装置。