JP7184501B2 - 空気圧式工具を操作体に接続するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気圧式工具を対応するロボット化された操作体に接続するための装置に関する。

工業オートメーションの分野では、操作または加工される部品に対して使用するための工具と連結可能な、例えば、電動式の多関節アームといったロボット操作体の使用が知られている。従って工具は、要件に応じて、操作される対象を把持するためのクランプ、ペンチ、パンチ、等であり得る。

多くの場合、操作体が、取り換え可能な工具を搭載するようになっている。この場合、通常、工具を各操作体に機能的に接続するための接続装置が使用される。

一般的に言うと、現在利用可能な接続装置は、例えばネジによって操作体に恒久的に固定されるように設計されたボディを備えている。この装置のボディは、工具の対応する連結部を収容するための複数の座部、例えば、工具のピンやクラッチを収容するための孔を有している。この装置はさらに、工具の連結部に係合する係合機構を備えており、この機構は、工具の連結部がボディの各座部においてロックされ、離脱できない位置であるロック位置と、工具の連結部が各座部から取り外し自在な位置である非ロック位置との間を移動可能である。

実際には、接続装置は操作体に固定されており、工具が、装置のボディに取り外し可能に連結されることが可能である。

使用される工具の種類によっては、接続装置によって実施される機能的接続は、工具に供給するための電気接続、空気圧接続、水圧式接続などを含んでいてよい。

接続装置は、適切な工具－操作体の機能的連結を保証する必要があるだけでなく、操作体が設置されたワークステーションの検査スタッフが、工具をできるだけ素早くかつ安全に取り換え可能にする必要がある。

例えば、樹脂で製造される部材の成形分野では、部品および／またはモールド、または、その一部を把持、処理、および、再配置するための操作体が用いられる。操作体と連結される取り換え可能な工具は、通常、空気圧式に動作するクランプで構成される。

当該領域および他の関心領域において広く使用されている、製造業者により順守される基準を事実上規定する典型的な接続装置は、操作体に固定される、ほぼドーナツ形状をしたボディを含み、このボディには、工具に固定されたプレート上に形成された対応する連動ピンを収容するための座部が備えられている。これらの座部は、ボディの軸の周りを円周状に配置されている。収容用座部よりも径方向に内側の位置において、ボディは、装置に拘束されるたびに、工具を動作させるために使用される圧縮空気を供給する複数のダクトを含み、通常、これらのダクトに沿って、ダクト自体を開閉するための自動弁が設けられている。工具のピンに係合する係合機構は、貫通開口を有する円形ロックリングである。各貫通開口は、ほぼ円形の孔と、この円形孔に結合した幅が円形孔の直径よりも短い穴とから構成されている。ロックリングは、ボディと同軸であり、各貫通開口が対応する収容用座部と交差するようにボディに重ねられている。ロックリングは、円形孔が収容用座部に揃えられ、工具を装置の中に拘束したり、装置から取り外したりするために、工具のピンを各座部の中に挿入可能、または、各座部から取り出し可能である、第１の非ロック角度位置と、穴が収容用座部に揃えられ、工具のピンをその直径が短い部分においてロックして、工具が接続装置から離脱しないようにする、第２のロック角度位置との間を、手動で回転させることが可能である。

実際には、工具を取り換える必要がある場合、作業者は、係合機構を操作し、すなわち、ロックリングを回転させて、相互の孔を、装置に設けられた、工具のピンの収容用座部に揃える。このようにして、工具を装置から、従って、操作体から分離して、別の工具用のスペースを確保することが可能である。自動弁は、工具が接続装置に対してまだ拘束されている間は、自動弁を押さえる工具によって開いた状態で維持される。工具を物理的に装置から分離させる時には、自動弁は、圧縮空気の各ダクトへの供給路を閉鎖するように動作する。

従来技術の装置が、ＵＳ第２００８／００４２４３２号に記載されている。この公知の技術に係る一連の接続装置は、出願人によって、「cambia-utensile automatico per robot QC-Series」（「ＱＣ－系ロボット用の自動工具交換装置」）という名前で市販もされている。

記載されているこの接続装置の重大な欠点は、工具を装置から分離させる際に、自動弁が圧縮空気の供給路を閉鎖するように作動するのが遅すぎるという点にある。実際には、作業者がロックリングを非ロック位置に動かして工具を解除する時であっても、圧縮空気は供給され続け、当該工具が動作する状態を維持するには十分であり、例えば、空気圧式クランプの顎部が開いた状態を維持するには十分な程度供給され続ける。工具が装置から分離されて初めて、工具内に残留した圧縮空気が大気中に放出されることを余儀なくされ、通常、工具は動作不可能になる。再び、空気圧式クランプの例を挙げると、顎部は一斉に閉じられ、工具を処理する作業者の安全性に危険が生じることは明らかである。

何らかの工具によって、作業者が極めて深刻な怪我をする場合も起こり得る。工具が、圧縮空気ではなく空気圧真空によって作動される場合であっても、同じ欠点が見つかり得る。この場合、工具を接続装置から分離させた結果、工具自体の内部の圧力がすぐに回復し、工具は、直ちに機能を停止する。

従来の解決法の別の欠点は、接続装置に供給された圧縮空気により、推力が加えられうる点である。この推力は、工具を装置自体に連結すること、または、装置自体から分離することに反作用する。圧縮空気が供給されるダクトの数が多いほど、この状況は明らかである。

従って、出願人は、イタリア特許ＩＴ第１４１３７４８号（出願番号第１０２０１２９０２０９１２８４号、ｅｘ ＢＳ２０１２Ａ０００１４５）に記載の解決方法を提案し、ＱＣＸ、ＱＣＸ９０－Ａ～ＱＣＸ２００－Ａシリーズの名前で市販した。この接続装置は、
ａ）操作体に固定可能なボディであって、工具の対応する連結部を収容するための１つ以上の座部、例えば、工具の対応する連動ピンを収容するための孔を備えるボディと、
ｂ）装置のボディの少なくとも一部を貫通し、作動流体、例えば、圧縮空気または真空を、工具に供給または工具から吸引するための１つ以上のダクトと、
ｃ）工具の連結部に係合する係合機構であって、工具の連結部を、装置のボディの対応する収容用座部にロックするように、および、収容用座部からロック解除するように作動可能な係合機構と、
ｄ）装置のボディの中または上に設けられた、供給／吸引用のダクトを閉鎖する閉鎖手段であって、一旦作動された係合機構が工具を装置からロック解除するよりも前に、供給／吸引用のダクトを自動的に閉鎖するように構成されている閉鎖手段と、を備えている。

閉鎖手段は、工具からは独立しており、これは、閉鎖手段の作動は、工具が装置上にあるかどうかに必ずしも依存していないことを意味している。

好ましくは、作動流体は圧縮空気であるが、あるいは、油、空気圧真空などであってもよい。

上述の特徴ｄ）は、仕事場における安全性にとって非常に重要な特徴である。なぜなら、この特徴により、作業者が、装置と連結された工具の取り換え作業を行うたびに、怪我をしないようにすることが可能だからである。常に、係合機構が工具の非ロック位置に移動するよりも前に、閉鎖手段が適切に起動されるので、従来の接続装置から工具を分離させる時に起こることが多い、工具の急激な減圧（作動流体が圧縮空気の場合）または加圧（工具が空気圧真空で起動される場合）が防止される。

換言すると、係合機構が非ロック位置に移動される時に係合機構によって自動的に作動される閉鎖手段のおかげで、工具を別の工具と取り換えるために接続装置から分離する時に、望ましくない、工具の起動や動作停止が防止され得る。作業者の安全性にとって有益であることは明らかである。

閉鎖手段は、工具の上流において、必要に応じて供給または吸引された作動流体の流量を停止するタップとして機能する。

作動流体の供給を停止可能であることにより、上述のような圧縮空気を使用した従来の解決方法の場合に起こり得る、作動流体が、工具の装置への連結または装置からの取り外しを妨げることが、起こり得ないというさらなる利点が提供される。

簡潔にするために、再び、空気圧式クランプを支持するために接続装置を使用する上述の例を参照すると、供給ダクトの閉鎖手段は、クランプが装置自体から分離される前に、圧縮空気の供給を停止するように動作可能である。これによって、工具が装置から実際に分離される前に、工具内に圧縮空気が形成されることが回避される。結果として、作業者がクランプを操作する時に、工具は一度に減圧せず、従って、顎部は、急激に開いたり閉じたりしない（場合に応じて）。

係合機構の作動は、運動学的に、閉鎖手段の作動を条件としている。これは、これらの構成要素が相互作用して、工具が装置から分離され得る前に、閉鎖手段が介入して作動流体の供給路を閉鎖するように構成されていることを意味している。

イタリア特許ＩＴ第１４１３７４８号に係る装置は、素晴らしい結果を実現したが、出願人は依然として改善の余地が存在することを発見した。特に、ＩＴ第１４１３７４８号に記載の接続装置は、閉鎖手段と係合機構とをそれぞれ操作するための２つの別々のハンドルを備えている。これらのハンドルは、それぞれ、図面において番号８２および７２で示されているが、ユーザは、これらの一方だけを使用することに慣れている。また、円形ロックリング７とプレート８とを制御する部材であるこれら２つのハンドル７２および８２の存在により、装置の軸寸法が、空気圧式ラインを閉鎖するためのシステムを含まない解決方法よりもわずかに大きくなっている。他方、ユーザは、装置全体の寸法をできるだけ小さく保つことを求めている。

本発明の課題は、空気圧式工具を操作体に接続する接続装置であって、公知の解決方法の欠点を克服し、同時に、製造が容易かつ使いやすく、作業者にとって安全であり、高さが大きすぎず、特に、製造コストの面でも文献ＩＴ第１４１３７４８号に記載の解決方法を改善する接続装置を提供することにある。

従って、本発明は、請求項１に記載の接続装置に関する。

特に、前記装置は、
ａ）ロボットアーム等の操作体に固定可能であり、工具の対応する連結部を収容するための１つ以上の座部、例えば、工具または工具保持プレートの対応するピンを挿入可能な孔を備える本体と、
ｂ）作動流体を工具に供給または工具から吸引するための少なくとも１つのダクトであって、装置の本体を通って延び、作動流体を供給するまたは作動流体を吸引するためのラインに結合されるように設計されている、少なくとも１つのダクトと、
ｃ）工具の連結部に係合する係合機構であって、工具の連結部が対応する収容用座部の中でロックされるロック位置と、工具の連結部が本体の対応する収容用座部から離脱自在である非ロック位置との間を、本体に対して移動可能である係合機構と、を備えている。

従来の解決方法と異なり、本発明に係る装置において、有効には、係合機構は、さらに、作動流体が流れるダクト（または２つ以上の場合は複数のダクト）を開閉するための弁として機能すると共に、大気中に通気するための手段を備えている。この手段によって、係合機構が非ロック位置にある時に、工具内部の作動流体の圧力は自動的に大気圧と同じになる。

換言すると、ロック位置において、係合機構は、ダクトを空気圧式に開放し、工具が、望ましくない減圧（または、真空で動作している場合は加圧）をすることなく、適切に動作することが可能になる、他方、非ロック位置においては、係合機構は、作動流体がダクト中を通ることを妨げ、通気口によって工具と大気とを接続し、工具が装置から取り外される前に、工具の動作を停止させる。

提案する解決方法は、工具を交換する作業者が、工具を装置から取り外す際の怪我を予防するという考えに基づいている。例えば、工具が圧縮空気によって動作される場合、係合機構は、供給ダクトまたはダクトを閉じることによって、圧縮空気の供給を停止し、作業者が工具を取り外す前に、工具内に残留した圧縮空気の大気への通気口を構成する。このように、圧縮空気は、工具から外へ流れて大気中に放出されることが可能になるので、工具自体は危険ではない。例えば、空気圧式クランプの場合、顎部が一斉に開放または閉鎖することは不可能になり、作業者を傷つけることはない。これは、正確には、工具が装置から取り外し可能になる前に、圧縮空気が大気中に放出されるからである。

提案する解決方法は、幾つかの利点を提供する。

最初に、この装置は使いやすい。すなわち、工具の交換作業をする作業者は、作動流体が工具からおよび工具に流れることを制御するために、係合機構だけを動作すればよく、他の機構を動作する必要はない。工具の動作停止は、係合機構を作動させることによって、自動的に行われる。

次に、正確には、係合機構が放出弁としても機能するおかげで、この装置は、最小限の軸寸法で製造することが可能である。工具の動作を停止するために、この装置は、ＩＴ第１４１３７４８号に記載の要素のような他の要素を備えている必要はない。すなわち、タップとして機能する他のプレートを備える必要はなく、係合機構自体が、この機能を実施する。

全体の寸法が最小化されることにより、重量を抑えることにもなる。これは、装置とロボットアームとの相対運動の間に、装置がロボットアームに対して生じさせる慣性を考慮する上で非常に重要である。

また、ダクトを閉鎖することによって、工具を装置に連結または取り外す際に作動流体の抵抗に曝されることが回避される。

該して、係合機構は、手動により、すなわち、その動作が作業者によって、例えば、対応するレバーを用いて制御されることにより動作可能であるか、または、自動で、すなわち、その動作が各操作体のロボット化されたステーションで制御されることにより動作可能である。

好ましい実施形態では、少なくとも１つのダクトが、２つの枝部に分岐している。第１の枝部は、装置に拘束された工具と連通しているが、作動流体を供給または吸引する外部ラインとは連通していない。第２の枝部は、作動流体を供給または吸引する外部ラインと連通しているが、工具とは連通していない。また、必要に応じて、ダクトの２つの枝部を接続するさらなる機能が、弁として、正確には係合機構によって実施される。実際、係合機構は、本体に取り付けられ、それに対して移動可能であり、係合機構がロック位置または非ロック位置にあるときに、ダクトの２つの枝部を自動的に流体接続する、または、それらを分離する通路を備えている。

好ましくは、係合機構は、ダクトごとに、装置の本体に対向した面に形成された窪みまたは部屋を備えている。窪みは、円弧状に延びており、当然、係合装置と一緒に移動する。ロック位置において、窪みはダクトの両枝部と交差する。ダクトの両枝部は、このために、本体の、係合機構に対向している面において開口する延在部を備えている。これによって、これらの間の流体連通が可能になり、作動流体が、装置に拘束された工具に供給されることが可能になる、あるいは、工具が真空で動作している場合には、空気が工具から流れ出すことが可能になる。非ロック位置において、窪みは、２つの枝部のうちの少なくとも一方と交差しない、または、各ダクトのどの枝部とも交差しない。従って、作動流体が通ることが妨げられる。係合機構の非ロック位置において、係合機構は、工具内部の作動流体の大気中への通気口を提供する。

好ましくは、係合機構は、本体に取り付けられたロックリングであり、装置の本体に設けられた収容用座部ごとに、貫通開口を備えている。貫通開口は、ほぼ円形の孔と、これに結合した幅が円形孔の直径よりも小さい穴とから構成される。工具の対応する連結ピンは、ロックリングの各孔の中に挿入されるが、穴の中には挿入されない。上述のように、ロックリングは、
各孔が収容用座部に揃えられ、工具を装置に係合および装置から取り外すために、工具（または工具保持プレート）の連動ピンを挿入または解除可能である非ロック位置と、
穴が収容用座部に揃えられ、工具の連結ピンの狭窄部に係合し、連結ピンを収容用座部の中にぴったりとロックして、工具が装置から離脱しないようにするロック位置と、の間で回転可能である。

好ましくは、窪みと対応するダクトとの間には、密封ガスケットが設けられている。

本発明に係る装置の好ましい実施形態では、本体は、ドーナツ形または円盤形であり、装置自体に対する工具の整列軸に対応する縦軸に沿って延びている。各供給ダクトは、横方向、径方向、または、ほぼ径方向に延びる延在部を備え、この延在部は、軸方向延在部に連結されている。横方向延在部は、本体の外側に向かって開口しており、軸方向延在部は、工具に向かって、または、工具に供給するために使用される種類のノズルに向かって開口している。各ダクトは、
縦軸に対して横方向にまたは斜めに延びると共に、大気に対して閉鎖している第１の延在部と、工具またはノズルに対して開口している第２の軸方向延在部とによって規定される第１の枝部と、
縦軸に対して斜めにまたは横方向に延びると共に、作動流体を供給または吸引するラインに向かって開口している第１の延在部と、本体の、ロック手段つまりロックリングに対向する面に通じている第２の軸方向延在部とによって規定される第２の枝部と、を含む。

好ましくは、両枝部は、装置の本体を穿孔することによって得られる。すなわち、第１の枝部は、組み立てステップの間、例えば、グラブネジ、シーリング材、ネジ、または、金属ビードによって閉鎖されている。

２つ以上の分岐ダクトが存在する場合には、係合機構が、どちらのダクトも開閉するための弁として機能するように設計されていることは、当業者には明らかであろう。

好ましくは、ロックリングは、本体に対向する面、すなわち、ロックリングを回転する時に本体に臨む状態で維持するように設計された面に形成された溝を備えている。この溝は、作動流体用の溝であり、横方向に、ロックリングの内縁または外縁に通じている。溝は、本体の、ロックリングに対向する面に通じている作動流体供給用のダクトの延在部に、大気を流体接続するためには十分な長さに延びている。実際には、溝と本体とは共に、ロックリングと一緒に回転する通気口を規定している。ロックリングの非ロック位置において、通気口は、作動流体供給用のダクトの第１の枝部と交差し、大気圧と工具内部の圧力とが均一になるようにする。ロックリングのロック位置においては、通気口は、ダクトのどの枝部とも交差せずに、動作を停止する。

本発明のさらなる特徴および利点は、以下に、添付の図面を用いて説明する好ましいが非排他的な実施形態を参照することにより、より明らかとなろう。実施形態は、説明のためだけに記載されるものであり、何ら限定するものではない。
正面から見た、本発明に係る接続装置の第１の実施形態を示す斜視図である。 図１に示される装置の、第１の構成を示す正面図および部分断面図である。 図２の面Ａ－Ａの部分断面図である。 図２の面Ｂ－Ｂの部分断面図である。 図２の面Ｃ－Ｃの部分断面図である。 図２の面Ｄ－Ｄの部分断面図である。 図１に示される装置の詳細を示す部分平面図である。 図１に示される装置の詳細を示す、部分的に分解された部分斜視図である。 図１に示される装置の、第２の構成を示す正面図および部分断面図である。 図４の面Ａ－Ａの部分断面図である。 図４の面Ｂ－Ｂの部分断面図である。 図４の面Ｃ－Ｃの部分断面図である。 図４の面Ｄ－Ｄの部分断面図である。 本発明に係る装置の第２の実施形態の、第１の構成を示す正面図および部分断面図である。 図５の面Ａ－Ａの部分断面図である。 図５の面Ｂ－Ｂの部分断面図である。 図５の面Ｃ－Ｃの部分断面図である。 図５に示される装置の詳細を示す部分概略図である。 図５に示される装置の詳細を示す、部分的に分解された部分斜視図である。 図５に示される装置の、第２の構成を示す正面図および部分断面図である。 図７の面Ａ－Ａの部分断面図である。 図７の面Ｂ－Ｂの部分断面図である。 図７の面Ｃ－Ｃの部分断面図である。 図７に示される装置の詳細を示す部分平面図である。

図１～図４Ｄは、本発明の第１の実施形態を示すものであり、工具（図示せず）を操作体（図示せず）に接続するための接続装置１に関する。

図５～図７Ｄは、本発明の第２の実施形態である接続装置１’を示す図である。

装置１は、取り換え可能な工具を操作体に取り付けることを可能にし、迅速かつ安全な工具の交換を可能にする機能を有している。

特に図１～図４Ｄを参照すると、装置１は、縦軸Ｘ－Ｘに沿って延びるドーナツ形状をした本体２を含む。この縦軸は、装置１の工具整列軸でもある。本体２は、ロボットアームなどの操作体に固定されるように設計されており、公知の手順に従って本体２に取り外し可能に拘束され得る工具保持プレート２’が、取り換え可能な工具を支持するように設計されている。これは、本体２に結合可能、および、本体２から取り外して工具を解除することが可能な工具保持プレート２’に、毎回、工具が固定されることを意味している。

工具保持プレート２’は、複数のピン１１を備えており、本体２は、対応する数（図示する例では３つ）の貫通孔または止まり孔３を有している。ここで、ピン１１は、スライドしながら挿入されるように設計されている。孔３は、軸Ｘ－Ｘの周りに円状に配置されており、図では、これらは、軸Ｘ－Ｘの周りを１２０°の間隔で配置されている。

本体２は、複数のダクト４を備えている。これらのダクトの第１の延在部４１は、径方向、すなわち、軸Ｘ－Ｘに向かって直交する方向に延びており、その第２の延在部４２が、その後、軸方向、すなわち、軸Ｘ－Ｘに平行かつ当該軸の周りに延びており、対応するノズル５に供給するようになっている。ダクト４のこの経路は、図２～図２Ｄにおいて明確に視認可能である。延在部４１および４２は、本体２を穿孔することによって形成される。

各ダクト４は、作動流体を供給または吸引するための対応するラインに接続されていてよく、装置１に支持されている工具に作動流体を運搬する機能を有していてよい。以下に、便宜上、圧縮空気について説明するが、作動流体は異なる性質のものであってよく、空気圧真空、すなわち、吸気であってもよいことに留意されたい。

従って、ノズル５は、ダクト４の軸方向延在部４２に沿って配置されており、工具保持プレート２’に形成された対応する座部５’に嵌合して空気圧接続を構成する機能を有している。このため、ノズル５は、外側に、Ｏリング型の密封ガスケットを備えている。

本体２上には、複数の貫通開口６１および１つの制御レバー６２を備える円形ロックリング６が設けられている。各貫通開口６１は、工具のピン１１の収容用の孔３の１つに相当する。貫通開口６１の形は、円形孔６１’と、これに結合した幅が孔６１’の直径よりも小さい穴６１’’に対応している。ピン１１は、孔６１’には挿通可能であるが、穴６１’’には挿通可能でない寸法を有している。

ロックリング６は、本体２と同軸であり、本体２に対して、
工具のピン１１が、孔６１を通って、孔３の中に挿入可能および孔３から取り外し可能な、非ロック位置と、
孔６１が、角度的に孔３に揃っておらず、その代わりに穴６１’’が孔３と交差し、穴６１’’が、工具の連動ピン１１の狭窄部１１’を締め付けることによって、これらのピンを孔３の中にロックする、ロック位置
との間で、回転可能である。

例えば、工具のロック位置および非ロック位置は、約１５°の中心角を規定する。

ロックリング６は、本体２の歯止め２１と相互作用するカム６３を含む。カム６３は、歯止め２１と共に、ロックリング６の限定角度位置の停止部を規定する。

従って、ロックリング６は、ピンをロックするか、または、ピンが孔３から選択的に取り出されることを可能にする機能を有している点において、工具のピン１１の係合機構を規定するものである。

図示される実施形態では、ロックリング６は、作業者がレバー６２を用いることによって手動で回転される。

レバー６２が非ロック位置に移動されると、工具を、装置１から解除することが可能であり、ノズル５を、工具保持プレート１１の各座部５’から取り出すことが可能である。この点において、公知の技術に係る解決方法では、作業者が工具を分離させる時、場合によっては内側に閉じ込められた状態で残留した圧縮空気が、突然、大気中に放出される。これは、上述の危険を伴う。

従来の解決方法とは異なり、本発明に係る装置１においては、ロックリング６は、工具が装置１から分離される前に、圧縮空気を大気中に放出するさらなる機能を有している。これについては、以下に説明する通りである。

図２は、平面図において、装置１の背面を示している。断面Ａ－Ａ、Ｂ－Ｂ、Ｃ－Ｃ、および、Ｄ－Ｄは、点線で示されている。また、本体２の内部については、軸Ｘ－Ｘに対して直交する面の断面において、１つの要素だけが示されており、特に、ダクト４が示されている。

ダクト４は、圧縮空気を対応するノズル５に供給し、第１の横方向延在部４１と、各ノズル５と同軸の第１の軸方向延在部４２と、延在部４２に平行な、どのノズル５にも供給を行わず、本体２の、ロックリング６が臨み回転している表面において開口している第２の軸方向延在部４２’とから構成される。

図に示されるダクト４は、２つの枝部に分岐している。より詳細にいうと、ダクト４は、上述の延在部４１、４２、および、４２’に加えて、バイパス延在部と呼ばれるさらなる横方向延在部４１’、および、対応する軸方向部４２’’を含む。軸方向部４２’’は、上述の部分４２’のように、どのノズル５にも供給を行わず、単に、本体２の、ロックリング６と接触している表面において開口している。

ダクト４の延在部４１および４１’は、平行かつほぼ径方向に延びているが、縦軸Ｘ－Ｘに対して傾斜していてもよい。第２の軸方向延在部４２’’は、横方向延在部４１に、その長さのほぼ中央において交差している。

実際には、ダクト４の第１の枝部は、延在部４１、４２、および４２’によって規定され、第２の枝部は、延在部４１’および４２’’によって規定される。

ダクト４の延在部４１’は、組み立てステップの間、製造業者によって、グラブネジ８を用いて、あるいは、金属ビード、溶接、シーリング材等によって閉じられている。換言すると、ダクト４の第１の枝部は、圧縮空気（または真空）の通路のためには開いておらず、すなわち、圧縮空気を供給するラインには直接接続されていない。逆に、第２の枝部は、圧縮空気を供給するラインに直接接続されている。これは、バイパス延在部４１’は、本体２の外面に延びているが、どのノズル５にも接続されておらず、従って、装置１に拘束されうる工具にも接続されていないからである。

図を見ると、グラブネジ８の下流、すなわち、グラブネジ８と軸方向延在部４２との間では、横方向延在部４１は、バイパス延在部４１’に直接連通していないことが分かる。

再び、図２～図３を参照すると、ロックリング６は、本体２に対向する面において、円弧状に延びる窪みまたは部屋７を有している。この窪み７の中には、ガスケット１０が挿入されていることが好ましい。

正確にいうと、ダクト４の延在部４２’と４２’’との流体連通、従って、延在部４１と４１’との流体連通を行う機能を有しているのは、ロックリング６である。

図２～図２Ｄは、ロックリング６がロック位置にある装置１を示す図であり、すなわち、ロックリング６が、ピン１１を装置１の孔３から取り出すことができず、工具が固定された状態で維持されている位置にある図である。これは、ロックリング６の限界位置である。この位置において、圧縮空気を工具に供給することは有効であるが、これは、圧縮空気をダクト４の第１の枝部に搬送するだけでは、実現不可能である。実際、以下に説明するように、ダクト４の２つの枝部とロックリング６とは、相互作用することが求められている。図に示されるように、窪み７は、軸方向延在部４２’と軸方向延在部４２’’とを流体的に接続している、すなわち、ダクト４の２つの枝部を流体的に接続している。特に図２において、窪み７は点線で示されている。窪み７は、圧縮空気がノズル５に供給されることを可能にする。圧縮空気がノズル５まで運ばれる経路を順に言うと、延在部４１’、４２’’、４２’、４１、４２である。

実際には、ロックリング６のロック位置において、各窪みは、ダクト４の２つの枝部を流体的に接続する空気圧接続部として機能する。

図４～図４Ｄは、ロックリングが非ロック位置にある装置１を示す図であり、すなわち、ロックリングが、工具を分離するためにピン１１を装置１の孔３から取り出すことができる位置にある図である。ロックリング６をロック位置から非ロック位置回転させることによって（図２と図４を比較）、窪み７は、ダクト４に対して回転するように移動し、図４および図４Ｃに最も良好に示される、窪み７が延在部４２’’だけと交差し、延在部４２’とは交差しない位置まで到達する。従って延在部４２’は、隔絶された状態で維持される。このようにして、ノズル５に供給された圧縮空気の供給は停止する。実際には、窪み７は、タップとして、圧縮空気の供給路を閉鎖する。

次に、読者は、ロックリング６に形成される溝１３に注目されたい。この溝は、図３、図４、および、図４Ｃにおいて視認可能である。バイパス溝として規定される溝１３は、ロックリング６の内縁において開口している、すなわち、ノズル５に向かって径方向に延び、ロックリング６の、本体２に臨む表面を大気に対して流体接続している。

既述のように、ロックリング６をロック位置から非ロック位置に回転させている間、窪み７は、完全に閉鎖するまで、圧縮空気のダクト４の第１の枝部への供給を徐々に停止する。同時に、この表面皿穴１３は、ダクト４の第１の枝部の延在部４２’に到達するまで移動して、これによって、延在部４２’を大気に対して流体接続する。こうして、ロックリング６が非ロック位置に到達する前に、工具中にまだ残っている圧縮空気が、ノズル５および延在部４２’を介して大気中に放出されることが可能になり、または、ロックリング６がこの位置に到達した時に、圧縮空気が急激に放出されることが可能になる。

換言すると、ロックリング６上の窪み７の位置および表面皿穴１３の位置は、工具保持プレート２’つまり工具自体が装置１から取り外し可能になる前に、圧縮空気が大気中に放出されることを可能にするように（または、真空が回復するように）設計されているので、上述の危険を回避すると共に、イタリア特許ＩＴ第１４１３７４８号に記載の第２のリングを設ける必要もない。

実際、ロックリング６が非ロック位置に到達してすぐに、工具の内部の圧力は大気圧と均一になる。これによって、工具の動作は停止し、例えば、空気圧式クランプの顎部は動作を停止する。結果として、作業者は、危険を伴わずに、工具を交換することが可能である。

工具が空気圧真空で動作し、空気がダクト４を通って工具に進入するような場合にも、同じことが当てはまる。

従って、装置１において、有利な点は、ロック手段６が、工具内部の作動流体の圧力を大気圧に導いて、作業者が工具を手に取った時に工具が作動してしまうことを回避する手段でもある点である。

これは、特に小型の解決方法である。すなわち、イタリア特許ＩＴ第１４１３７４８号に記載の第２のリングが設けられていないので、装置１は、最小限の軸寸法と低重量とで実現可能であり、これは、ユーザに極めて高く評価される点である。

図５～図７Ｄは、装置１’の第２の実施形態を示している。装置１’は、以下の特徴において、第１の実施形態とは異なる。

延在部４１および４１’は、互いに平行ではない。特に、延在部４１’は、径方向に延びており、延在部４１は、グラブネジ８によって塞がれており、延在部４１’に合流している。断面Ｃ－Ｃにおいて、軸方向延在部４２’および４２’’は、互いに平行であり近接している。円形ロックリング６’は、図６に示されるように、ガスケット１０’が配置される形状の窪み７’を備えている。

第１の実施形態の装置１とは異なり、ロックリング６’に形成されたバイパス表面皿穴１３’は、径方向に延びて、ロックリングの内縁ではなく、外縁において開口している。

図５～図６において、装置１’は、ロックリング６’がロック位置にある状態で示されている。この例でも、窪み７’は、ダクト４の２つの枝部を流体接続している。窪み７’の位置は、図５では点線で示されている。この位置では、表面皿穴１３’は作用しない。

図７～図７Ｄは、非ロック位置にある装置１’を示している。すなわち、ロックリング６’が、先の図に示した位置から回転された状態を示している。特に、図７において、表面皿穴１３’は、点線で示されており、延在部４２’を直接大気に流体接続して、過剰圧力を工具から取り除くようになっていることに留意されたい。これについては、上記の第１の実施形態において説明した通りである。

まとめると、本発明に係る装置１および１’は、作業者の安全性を危険にさらすことなく、工具の交換を可能にする。すなわち、作業者が工具をロック及びロック解除するために動作する必要のある同じロックリング６を、工具が装置１から分離される前に、工具内部の作動流体の圧力を大気圧と均一にするためにも利用することができる。

重要である点は、図示される装置１または１’は、圧力を平衡することが可能なように設計された分岐ダクト４を１つだけ含むように示されているが、これは単に一例であり、一般に、当該装置は、必要に応じて、および、装置１または１’の寸法に応じて、２つ以上の分岐ダクト４を含んでいてよい。

図面は、選択により、最も単純な例を示すものである。

Claims (11)

1. 作動流体によって動作する工具を操作体に接続するための装置（１）であって、
   ａ）操作体に固定可能であり、工具の対応する連結部（１１）を収容するための１つ以上の座部（３）を備える本体（２）と、
   ｂ）前記装置（１）の前記本体（２）を通って延びる、前記作動流体を前記工具に供給または前記工具から吸引するための少なくとも１つのダクト（４）と、
   ｃ）前記工具の前記連結部（１１）に係合する係合機構（６）であって、前記工具の前記連結部（１１）が前記本体（２）の対応する前記座部（３）の中でロックされるロック位置と、前記工具の前記連結部（１１）が前記本体（２）の対応する前記座部（３）から離脱自在である非ロック位置との間を、前記本体（２）に対して移動可能な係合機構（６）と、を備え、
   前記ロック位置において、前記係合機構（６）は、前記ダクト（４）を開放した状態に維持して前記作動流体が流れることを可能にし、
   前記非ロック位置において、前記係合機構（６）は、前記ダクト（４）を閉鎖した状態に維持して前記作動流体の流れを妨げることを特徴とする、装置（１）。
2. 前記非ロック位置において、前記係合機構（６）は、前記工具の内部の前記作動流体の圧力を大気圧へ導くことによって、前記工具が前記装置（１）から取り外される前に、前記工具の動作を停止させる、請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記ダクト（４）は、２つの枝部である第１の枝部および第２の枝部に分岐しており、前記第１の枝部は、前記装置（１）に拘束された前記工具と連通するが、前記作動流体を供給または吸引する外部ラインとは連通しておらず、前記第２の枝部は、前記作動流体を供給または吸引する外部ラインとは連通しているが、前記工具とは連通しておらず、前記係合機構（６）は、前記作動流体用の通路を備えており、前記通路は、前記係合機構（６）が前記ロック位置にある時、前記ダクト（４）の前記２つの枝部を自動的に流体接続し、前記係合機構（６）が前記非ロック位置にある時、前記２つの枝部を分離する、請求項１または２に記載の装置（１）。
4. 前記通路は、窪みまたは部屋（７）であり、
   前記ダクト（４）の前記２つの枝部は、前記本体（２）の、前記係合機構（６）が設けられた表面に通じる延在部（４２’，４２’’）を有し、前記係合機構（６）は、ダクト（４）ごとに、前記装置の前記本体（２）に臨む面に形成された円弧状に延びる前記窪みまたは前記部屋（７）を備えており、
   前記係合機構（６）の前記ロック位置において、前記窪みまたは前記部屋（７）は、前記ダクト（４）の両枝部と交差することによって前記両枝部の間の流体連通を可能にし、前記係合機構（６）の前記非ロック位置において、前記窪みまたは前記部屋（７）は、前記２つの枝部のうちの少なくとも一方とは交差せず、または、各ダクト（４）のいずれの枝部とも交差せず、前記枝部を閉鎖された状態で維持し、これによって前記係合機構（６）は弁として規定される、請求項３に記載の装置（１）。
5. 前記窪みまたは前記部屋（７）と対応する前記ダクト（４）との間において、密封ガスケット（１０）が設けられている、請求項４に記載の装置（１）。
6. 前記係合機構（６）は、少なくとも１つの溝（１３）を備え、前記少なくとも１つの溝（１３）は、前記係合機構（６）が前記非ロック位置にある時に、対応する前記ダクト（４）と交差する、請求項１～５のいずれか１項に記載の装置（１）。
7. 前記本体（２）は、ドーナツ形または円盤形であり、前記装置（１）の工具整列軸に対応する縦軸（Ｘ－Ｘ）に沿って延びており、
   前記ダクト（４）は、
   前記縦軸（Ｘ－Ｘ）に対して横方向に延び、前記作動流体を供給または吸引する外部ラインに向かって閉鎖する第１の延在部（４１）と、前記工具に向かって、または、前記本体（２）上に取り付けられたノズル（５）に向かって開口する第２の軸方向延在部（４２）と、によって規定される、第１の枝部と、
   前記縦軸（Ｘ－Ｘ）に対して横方向に延び、前記作動流体を供給または吸引する外部ラインに向かって開口する第１の延在部（４１’）と、前記本体（２）の、前記係合機構（６）に対向する表面に通じる第２の軸方向延在部（４２’’）と、によって規定される第２の枝部と、を備える、請求項３～６のいずれか１項に記載の装置（１）。
8. 前記ダクト（４）の前記第１の枝部は、組み立てステップ中に挿入されるグラブネジ（８）、金属ビード、溶接、及びシーリング材のうちの少なくとも１つによって、前記装置（１）の外部に対して閉鎖されている、請求項７に記載の装置（１）。
9. 前記係合機構（６）は、前記本体（２）に回転可能に取り付けられたロックリングであり、収容用座部（３）ごとに、貫通開口（６１）を備えており、貫通開口（６１）は、ほぼ円形の孔（６１’）と、前記円形の孔（６１’）に結合するとともに幅が円形の孔（６１’）の直径よりも小さい穴（６１’’）とから構成され、
   前記ロックリング（６）の各孔（６１’）には、前記工具の対応する連結ピン（１１）が挿入可能であり、
   前記ロックリング（６）は、各孔（６１’）が前記収容用座部（３）に揃えられ、前記工具を前記装置（１）に係合する、および、前記工具を前記装置（１）から取り外すために、前記工具の前記連結ピン（１１）を挿入および取り出し可能である非ロック位置と、各穴（６１’’）が前記収容用座部（３）に揃えられ、前記工具の前記連結ピン（１１）の狭窄部（１１’）に係合して、前記連結ピン（１１）を各収容用座部（３）にロックして、前記工具が前記装置（１）から離脱しないようにするロック位置との間を、前記本体（２）に対して回転可能である、請求項１～８のいずれか１項に記載の装置（１）。
10. 前記ロックリング（６）は、前記本体（２）に臨む表面に形成された表面皿穴または溝（１３’）を備えており、
    前記表面皿穴または前記溝（１３’）は、前記ロックリング（６）が前記非ロック位置にある時に、前記工具に接続された各ダクト（４）の延在部（４２’’）と交差するのに十分な長さだけ延びて、前記ロックリング（６）の内縁または外縁に通じており、前記表面皿穴または前記溝（１３’）は前記本体（２）と共に、前記作動流体の大気中への通路を規定している、請求項９に記載の装置（１）。
11. 前記ダクト（４）は、２つ以上あり、前記係合機構（６）は、全ての前記ダクト（４）を同時に開閉可能な弁として機能する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の装置（１）。
    
    

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