JP3172027B2 - 自動交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動交換装置に関し、
特に、たとえば、ロボットアームに装着されるハンドや
ツールを交換するオートチェンジャなどの自動交換装置
に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の自動交換装置としては、たとえ
ば、オートチェンジャがある。

【０００３】すなわち、このオートチェンジャはロボッ
トアームの先端に設けられてハンドやツールを交換する
もので、装置本体内に流体圧シリンダ部を設け、この流
体圧シリンダ部により鋼球を軸方向と直角方向に往復移
動させてハンドやツールの着脱を行う構造となってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
のオートチェンジャの構造では、ベース内のマニホール
ドに方向制御弁を搭載した構造となっているので、方向
制御弁の組付、選定、追加、変更および保守が困難であ
るという問題があった。

【０００５】また、ロボットアームの先端に設けられる
ツールやハンドに対してそれぞれ配管し、位置センサに
対してもそれぞれ配線しなければならず、ツールやハン
ドへの配管配線の集合化が困難であるという問題があっ
た。

【０００６】本発明の目的は、方向制御弁の組付、選
定、追加、変更および保守を容易にし、交換部材への配
管配線の集合化を図ることのできる自動交換装置を提供
することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、装置の小形化および
多機能化を図ることのできる自動交換装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【０００９】本発明の自動交換装置は、軸方向に往復動
するピストンが中心軸に設けられるとともに前記ピスト
ンにより交換部材が締結される装置本体と、前記装置本
体の外周面に嵌合され、前記中心軸からほぼ同一半径の
位置に前記中心軸に平行となって複数の軸孔が設けられ
たマニホールドプレートと、前記外周面と前記マニホー
ルドプレートの内周面との間に形成され、流体圧源に接
続される環状の共通入力通路と、前記外周面と前記内周
面との間に形成され、排気ポートに連通される環状の共
通排気通路とを有し、前記共通入力通路から流体圧機器
に対する流体の給排を制御する方向制御弁の主軸と、前
記共通入力通路から前記ピストンに対する流体の給排を
制御する方向制御弁の主軸と、前記共通入力通路からの
流体によって真空を発生させるエジェクタとをそれぞれ
前記軸孔に設け、前記マニホールドプレートに前記それ
ぞれの主軸およびエジェクタの作動を制御する複数のソ
レノイドを設けたことを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】また、この場合、前記マニホールドプレー
トにコネクタを搭載した構造とすることができる。

【００１３】

【作用】前記した自動交換装置によれば、ピストンによ
り交換部材が締結される装置本体とその外周面に嵌合す
るマニホールドプレートとの間にそれぞれ環状の共通入
力通路と共通排気通路とを形成するようにしたので、交
換部材への配管を集中化することができる。また、マニ
ホールドプレートの中心軸から同一半径位置に軸孔を形
成し、流体圧機器に対する流体の給排を制御する方向制
御弁の主軸と、ピストンに対する流体の給排を制御する
方向制御弁の主軸と、真空を発生させるエジェクタとを
それぞれ軸孔内に配置するようにしたので、自動交換装
置を小型化することができる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】また、この場合、前記マニホールドプレー
トにコネクタを搭載した構造としたので、交換部材への
配線を集合化させることができる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の一実施例である自動交換装置
を示す正面図、図２は図１の自動交換装置を示す左側面
図、図３は図１の自動交換装置を示す右側面図、図４は
図３のマニホールドプレートを示す側面図、図５は図１
の自動交換装置を示す断面図、図６は図２のエジェクタ
内蔵の真空破壊エア制御弁を示す断面図である。

【００１８】本実施例における自動交換装置は、たとえ
ばロボットアームに装着されるツールやハンドの交換に
使用されるオートチェンジャに適用したもので、このオ
ートチェンジャは装置本体１を有している。この装置本
体１に空気圧シリンダ部２が設けられ、この空気圧シリ
ンダ部２はシリンダ室３を有し、このシリンダ室３にピ
ストン４が摺設されている。

【００１９】前記ピストン４にピストンロッド５が一体
に形成され、このピストンロッド５に鋼球係合部６が嵌
着され、この鋼球係合部６の外周面に円錐状のテーパ面
７が形成されている。鋼球係合部６は鋼球遊嵌筒体８で
囲まれ、この鋼球遊嵌筒体８に鋼球遊嵌孔９が形成さ
れ、この鋼球遊嵌孔９に鋼球が遊嵌されている。

【００２０】前記鋼球遊嵌筒体８の外周面は筒体カバー
１１で覆われ、この筒体カバー１１の外周面に鋼球出没
孔１２が形成されている。

【００２１】なお、１３はツールやハンドの位置決めを
行う位置決めピン、１４はロボットアームに装置本体１
を螺合により取り付けるねじ孔である。

【００２２】本実施例の要旨は、装置本体１にマニホー
ルドプレート１６を設け、このマニホールドプレート１
６に方向制御弁１５ａ，１５ｂを複数連搭載したマニホ
ールド化構造としたものである。

【００２３】すなわち、装置本体１の外周面にマニホー
ルドプレート１６が嵌設され、このマニホールドプレー
ト１６の内部には、小形軽量の３ポートあるいは５ポー
ト形の方向制御弁１５ａ，１５ｂの主弁部１０が形成さ
れ、この主弁部１０は軸孔１９を備え、この軸孔１９内
に主軸１８が摺設されている。

【００２４】軸孔１９は図５に示すように、マニホール
ドプレート１６の中心軸から同一半径の位置にそれぞれ
中心軸に平行となって形成されている。装置本体１の外
周面とマニホールドプレート１６の内周面との間には共
通入力通路としての共通入力ポートＰａおよび共通排気
通路としての共通排気ポートＲａが形成され、マニホー
ルドプレート１６の外周面には接続共通入力ポートＰＡ
および接続共通排気ポートＲＡが開口され、マニホール
ドプレート１６の内部には方向制御弁１５ａ，１５ｂの
入力ポートＰ、排気ポートＲ、出力ポートＡが形成され
ている。

【００２５】軸孔１９の右側開口端部はエンドカバー２
０で覆われ、主弁部１０にパイロット弁２１およびソレ
ノイド部２２が同軸状に連結されている。

【００２６】また、吸盤の交換に対しても適用できる多
機能化構造となっており、マニホールドプレート１６の
一端部にエジェクタ２６内蔵の真空破壊エア制御弁２
４、供給エア制御弁１５ｃおよび真空スイッチ２５が搭
載されている。

【００２７】前記エジェクタ２６内蔵の真空破壊エア制
御弁２４は、ベンチュリー効果により発生した真空の破
壊を制御するもので、軸孔１９内のエジェクタ２６、主
弁部１０およびソレノイド部２２から構成されている。

【００２８】前記供給エア制御弁１５ｃは主弁部１０お
よび給気ポート２９へのエア供給を制御する機能を有
し、真空スイッチ２５は設定真空度のときスイッチング
を行う機能を有する。

【００２９】また、マニホールドプレート１６に切欠部
１７が形成され、この切欠部１７にコネクタの雌形コネ
クタ部２３が搭載されている。

【００３０】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３１】オートチェンジャの組付けに際し、装置本
体１にマニホールドプレート１６を嵌設し、このマニホ
ールドプレート１６の主弁部１０にパイロット弁２１お
よびソレノイド部２２を連結することにより、方向制御
弁１５ａ，１５ｂを複数連搭載する。

【００３２】オートチェンジャの使用に際し、接続共通
入力ポートＰＡへの配管を行い、雌形コネクタ部２３に
雄形コネクタ部を接続する。

【００３３】このように、装置本体１にマニホールドプ
レート１６を設け、このマニホールドプレート１６に方
向制御弁１５ａ，１５ｂを搭載する構造としたので、方
向制御弁１５ａ，１５ｂの組付、選定、追加、変更およ
び保守を容易にし、ツール、ハンド、吸盤への配管を集
合化させることができる。

【００３４】また、マニホールドプレート１６の内部に
方向制御弁１５ａ，１５ｂの主弁部１０を形成した構造
としたので、装置の小形化を図ることができる。

【００３５】また、マニホールドプレート１６にエジェ
クタ２６内蔵の真空破壊エア制御弁２４、供給エア制御
弁１５ｃおよび真空スイッチ２５を搭載した構造とした
ので、吸盤などの交換に対しても前記効果を奏し、多機
能化を図ることができる。

【００３６】また、マニホールドプレート１６に雌形コ
ネクタ部２３を搭載した構造としたので、方向制御弁１
５ａ，１５ｂや位置センサへの配線を集合化させること
ができる。

【００３７】なお、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３８】たとえば、前記実施例では、マニホールド
プレートに周方向に軸孔を形成した場合について説明し
たが、これに限らず、装置本体の外周面に断面多角形状
のマニホールドプレートを嵌設し、このマニホールドプ
レートの外周面に通常の方向制御弁を搭載することもで
きる。

【００３９】また、前記実施例では、制御弁として方向
制御弁、真空破壊エア制御弁および供給エア制御弁をマ
ニホールドプレートに設けた場合について説明したが、
これに限らず、圧力制御弁、流量制御弁などの他の制御
弁をマニホールドプレートに設けることもできる。

【００４０】また、前記実施例では、真空発生機器とし
てエジェクタを内蔵した真空破壊エア制御弁をマニホー
ルドプレートに設けた場合について説明したが、これに
限らず、前記エジェクタに代えて真空ポンプをマニホー
ルドプレートに搭載することもできる。

【００４１】また、前記実施例では、空気圧で作動する
流体圧機器をマニホールドプレートに設けた場合につい
て説明したが、これに限らず、油圧で作動する流体圧機
器をマニホールドプレートに設けることもできる。

【００４２】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野であるオートチェンジャ
に適用した場合について説明したが、これに限らず、エ
アカプラにも適用することができる。

【００４３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４４】(1).装置本体にマニホールドプレートを設
け、このマニホールドプレートに各種制御弁、真空発生
機器、圧力スイッチなどの流体圧機器を必要に応じて設
けた構造としたので、流体圧機器の組付、選定、追加、
変更および保守を容易にし、交換部材への配管を集合化
させることができる。

【００４５】(2).前記(1) の場合、マニホールドプレー
トの内部に方向制御弁の主弁部を形成した構造としたの
で、装置の小形化を図ることができる。

【００４６】(3).前記(1) の場合、マニホールドプレー
トにエジェクタ内蔵の真空破壊エア制御弁、真空スイッ
チおよび供給エア制御弁を搭載した構造としたので、吸
盤などの交換部材に対しても前記(1) ，(2) 効果を奏
し、多機能化を図ることができる。

【００４７】(4).前記(1) の場合、マニホールドプレー
トにコネクタを搭載した構造としたので、交換部材への
配線を集合化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である自動交換装置を示す正
面図である。

【図２】図１の自動交換装置を示す左側面図である。

【図３】図１の自動交換装置を示す右側面図である。

【図４】図３のマニホールドプレートを示す側面図であ
る。

【図５】図１の自動交換装置を示す断面図である。

【図６】図２のエジェクタ内蔵の真空破壊エア制御弁を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 装置本体 ２ 空気圧シリンダ部 ３ シリンダ室 ４ ピストン ５ ピストンロッド ６ 鋼球係合部 ７ テーパ面 ８ 鋼球遊嵌筒体 ９ 鋼球遊嵌孔 １０ 主弁部 １１ 筒体カバー １２ 鋼球出没孔 １３ 位置決めピン １４ ねじ孔 １５ａ 方向制御弁 １５ｂ 方向制御弁 １５ｃ 供給エア制御弁 １６ マニホールドプレート １７ 切欠部 １８ 主軸 １９ 軸孔 ２０ エンドカバー ２１ パイロット弁 ２２ ソレノイド部 ２３ 雌形コネクタ部 ２４ 真空破壊エア制御弁 ２５ 真空スイッチ ２６ エジェクタ ２９ 給気ポート ＰＡ 接続共通入力ポート ＲＡ 接続共通排気ポート Ｐａ 共通入力ポート Ｒａ 共通排気ポート Ｐ 入力ポート Ｒ 排気ポート Ａ 出力ポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−251104（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−121779（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−55144（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 15/04 B23Q 3/155 - 3/157 F15B 11/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に往復動するピストンが中心軸に
   設けられるとともに前記ピストンにより交換部材が締結
   される装置本体と、 前記装置本体の外周面に嵌合され、前記中心軸からほぼ
   同一半径の位置に前記中心軸に平行となって複数の軸孔
   が設けられたマニホールドプレートと、 前記外周面と前記マニホールドプレートの内周面との間
   に形成され、流体圧源に接続される環状の共通入力通路
   と、 前記外周面と前記内周面との間に形成され、排気ポート
   に連通される環状の共通排気通路とを有し、 前記共通入力通路から流体圧機器に対する流体の給排を
   制御する方向制御弁の主軸と、前記共通入力通路から前
   記ピストンに対する流体の給排を制御する方向制御弁の
   主軸と、前記共通入力通路からの流体によって真空を発
   生させるエジェクタとをそれぞれ前記軸孔に設け、 前記マニホールドプレートに前記それぞれの主軸および
   エジェクタの作動を制御する複数のソレノイドを 設けた
   ことを特徴とする自動交換装置。
2. 【請求項２】 前記マニホールドプレートにコネクタを
   搭載したことを特徴とする請求項１記載の自動交換装
   置。