JPH0239756Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は産業用ロボツトのアームに工具を保持
する工具ホルダに係る。

水力発電所、及び電気又は電気空気式の自動化
工場において、空間内で運動する関節アームをも
つ自動操作又は自動搬送装置は産業用ロボツトと
呼ばれる。この種のロボツトによれば、関節アー
ムの先端に取付けられ、しばしば手首と呼ばれる
１ないし数個の工具を用いて処理能力、精度、反
復継続性を向上させ得る。

上記の搬送が実行される状況としては、各品目
毎には小量生産であるが、それが多品目の夫々の
品目にわたつて連続して行われる場合があり、こ
のようなある品目の小量生産に使用される工具は
他の品目の小量生産に使用される他の工具と交換
されなければならない。

また別の状況としては、多品目少数の生産の場
合、かなりな種類の工具ホルダを必要とし、各工
具は例えば次のようなものである。即ち、検出用
工具（フイーラ）、把持用工具（チヤツク：クリ
ツプまたは吸着チヤツク）、フライスカツタ、ド
リル、ねじタツプ、ねじ締め工具、切り粉除去用
ブロワー、溶接工具、測定工具（寸法、電流等）、
制御工具、ブローチ用モータである。

この種の相対的に複雑な工具を一定回数毎、又
は各回毎に迅速に交換する必要がある。これが産
業用ロボツトの利用に第一に提起される問題であ
る。

フランジまたは別の連結手段を備える手首を有
するロボツトが公知である。このフランジには、
単一の工具がすでに固定された固定フランジがボ
ルト締めされている。この構造は、例えば同一の
工具による単一品種の連続大量生産に適合する
が、ロボツトの手首の固定フランジに対する工具
フランジの脱着をボルトによつて行なう工具の交
換はあまりにも時間がかかりすぎるため、多品種
小量生産には適合しない。

同様に、ロボツトの手首の固定フランジに対し
てボルト締めにより固定された工具ホルダも公知
である。このホルダは多数の工具を支持し、従つ
て工具の迅速な交換が可能である。この種の工具
ホルダはロボツトの手首の回転軸と合致する回転
軸により同時に数個の工具を支持する回転胴形式
のものであるが、あるいはロボツトの手首の回転
軸から外れて同様に配置され、例えば当該回転軸
と同軸的に軸回転しない数個の工具を支持する形
式のものである。

ロボツトの場合、同時に数個の工具を支持する
工具ホルダはかなりの工具重量をロボツトに加え
るという欠点をもつ。

さらに工具の回転軸としてロボツトの手首の回
転軸を利用することができないという幾何学的欠
点をももつており、そのため工具ホルダの個々の
工具の回転を可能ならしめる構造を複雑化し、ロ
ボツトの手首の動きを鈍重化してしまう。従つて
独立した補助モータが工具を回転させるために必
要である。さらに数個の工具が手首の回転軸を外
れて平行且つ１列に取付けられている場合には、
論理回路を用いて個々の工具の回転させる複雑な
手段が必要である。

重量面での欠点は、ロボツトのある種の作業の
妨げになりうる工具ホルダの外形寸法を増大化す
る欠点を供う。

他方では、数個の工具を一度に支持する工具ホ
ルダは最大限の可能性に適合すべく検討され、従
つて１又は数個の工具が正確な機能の特定工具と
して作成されうるのではなく、類似してはいるが
同一ではない機能に使用可能であり、且つ適合可
能であるように作成されうる。ところで、このよ
うな工具は定められた機能をもつ特定された工具
に比べて有効性が劣る（精度、信頼度、迅速性、
能力の面で）ことが公知である。

最後に、フランス特許公開第2076132号明細書
は工作機械の主軸上に単一の工具を固定し、工具
の自動的且つ迅速な交換を可能ならしめる装置を
開示している。

主軸と工具とは補助嵌合コーンを具備し、同軸
の駆動軸は工具と主軸に対しスライドすることが
できる。工具の駆動軸は、後退位置にある２つの
ボールリングを収容する２つの円形みぞと、ボー
ルリングの１つと共働する駆動コーンを備えてい
る。２つのボールリングを収容する、スライド式
同軸スリーブは駆動軸と主軸との間に介在され
る。

この装置は軸のコーンの方へ工具の嵌合コーン
が突発的に引張られることを妨ぎ、且つこれと相
関的に重大な損害を生じる恐れのある衝撃の危険
を防ぐことを目的とする。ボールは駆動軸の形状
みぞの作用で主軸の軸線に対して軸方向及び径方
向に可動である。リングの一方は突発的な引張り
を防ぐため駆動軸の速度に対してスリーブの並進
速度を低下させる。他方のリングはスリーブと工
具のコーンとを並進式に一体化する。これらのボ
ールリングはいずれも鎖錠の役割を果さない。

本考案の目的は、産業用ロボツトのアームに所
定の工具を確実に保持し得、加えて当該工具の交
換を迅速に行ない得る産業用ロボツトのアームに
工具を保持する工具ホルダを提供することにあ
る。

本考案によれば、前記目的は、産業用ロボツト
のアームに工具を保持する工具ホルダであつて、
底部が前記工具に連結した凸状の第１のテーパ部
と、一端が前記第１のテーパ部の頂部に前記第１
のテーパ部と同軸的に連結した棒と、頂部が前記
棒の他端に前記第１のテーパ部と同軸的に連結し
た凸状の第２のテーパ部と、前記アームに連結し
ていると共に一端が前記第２のテーパ部に面する
ように前記第１のテーパ部と同軸的に配列されて
おり、一端側に前記第１のテーパ部と相補的な凹
状のテーパ形状をなす第１の内周面、他端側に円
筒状の第２の内周面、及び前記第１の内周面と前
記第２の内周面との間に前記第２の内周面より直
径が大きい円筒状の第３の内周面を有する第１の
管状部材と、前記第１の管状部材の中に前記第２
の内周面と摺動自在に挿入されると共に一端が前
記第２のテーパ部に面しており、前記第２のテー
パ部を中に収容し得る第２の管状部材と、前記第
２の管状部材の一端に設けられており、前記第２
の管状部材の径方向に伸長するように前記第２の
管状部材の周側部に設けられた貫通孔と、前記径
方向に移動自在に前記貫通孔に挿入されており、
前記径方向に関する長さが、前記第２の管状部材
の内周面と前記第３の内周面との間隔より小さ
く、前記第２の管状部材の周側部の厚さより大き
い可動部材と、前記第２の管状部材を前記第１の
管状部材に対して相対的に前記第１のテーパ部の
長手軸方向に移動すべく前記第１の管状部材と前
記第２の管状部材との間に設けられた移動手段と
からなり、前記アームは、前記第２のテーパ部が
前記第２の管状部材の中に収容されるように前記
第１の管状部材を前記長手軸方向に移動するよう
に構成されている工具ホルダによつて達成され
る。

本考案によれば、貫通孔が第２の管状部材の径
方向に伸長するように第２の管状部材の周側部に
設けられており、可動部材が径方向に移動自在に
貫通孔の中に挿入されており、且つ移動手段が第
２の管状部材を第１の管状部材に対して相対的に
第１のテーパ部の長手軸方向に移動するが故に、
アームの移動により第２のテーパ部を第２の管状
部材の中に収容した後、移動手段により第２の管
状部材を第１の管状部材に対して相対的に長手軸
方向に沿つて第２の管状部材の一端側から他端側
に向かう方向に移動させた時、貫通孔内の可動部
材の移動により第２のテーパ部が鎖錠されること
によつて、工具がアームに保持されるのに加え
て、第１のテーパ部が第１の管状部材の第１の内
周面に衝撃的に突き当たるため互いに固く締りば
めの状態で固定されることによつて第１のテーパ
部即ち工具が第１の管状部材即ちアームにしつか
りと保持され得、工具の位置決めを正確に行ない
得、加えて移動手段の動作によつて工具の交換を
迅速に行ない得る。

以下、添付図面により本考案の好ましい具体例
について詳説する。

第１図に概略的に示した装置は、アーム１と継
手４によりアーム１に結合する手首５とを備えた
産業用ロボツトＡ、垂直軸Ｘ−Ｘの周りに回転自
在に手首５に固定されるように構成されており、
産業用ロボツトＡ用の工具E₁、工具E₁を把み且
つ交換するための工具ホルダＢ、及び工具用のマ
ガジンＦを含んでいる。

アーム１は、工具ホルダＢ及び工具E₁に加圧
流体もしくは電気を供給する公知の方式の結線２
及び３を有している。

工具ホルダＢは１度に１個の割合でマガジンＦ
の工具E₁，E₂，E₃…のいずれか１つを保持する。
本具体例では、マガジンＦに置かれた３個の工具
は、夫々、工具E₁はクリツプチヤツク、工具E₂
は吸着チヤツク、及び工具E₃はモータＭ付きの
電気切削フライスを示す。

工具ホルダＢは互いに連結され且つ鎖錠されう
る２部分を備えており、即ちロボツトＡの手首５
に固定されうる上部Ｃと、工具E₁に固定され、
工具E₁を交換する毎にこれと一体的状態を維持
して工具を保持する役割を果しうる下部Ｄとを備
えている。

まず、第２図から第６図を参照して上部Ｃにつ
いて以下に説明する。

上部Ｃは、下方に開放していると共に上端がベ
ース７ａで閉鎖されており、Ｘ−Ｘを軸とするシ
リンダ７を含む。シリンダ７は底部７ａとネジ８
によつて一体的にされたフランジ６を介して手首
５に固定されている。シリンダ７の内部には上端
にベース２２ａを有する円筒形のスカート部２２
が摺動自在に収納されており、スカート部２２
は、シリンダ７とスカート部２２に対して同軸的
な円筒形のスリーブ２１並びにスカート部２２の
底部２２ａと一体的に固定されている。スリーブ
２１及びスカート部２２は夫々下方に開放してい
る。スカート部２２及び底部２２ａは軸線Ｘ−Ｘ
に沿つてピストンのようにシリンダ７の中を摺動
しうる。

シリンダ７の下端には、軸Ｘ−Ｘを有する円筒
形のジヤケツト１０が、その下端に設けられたフ
ランジ１２を介してネジ１３によつて固定されて
いる。ジヤケツト１０の下部には軸Ｘ−Ｘを有す
るめすテーパ７０が形成されている。スリーブ２
１はジヤケツト１０の上部の中に挿入されてい
る。

シリンダ７には、底部７ａと底部２２ａとの間
の空間に連通した導管１９が設けられている。同
様に、シリンダ７に設けられた導管２０は、一端
がシリンダ７内の下部に連通しており、他端がシ
リンダ７の上部に外側に向けられている。導管１
９及び２０は、シリンダ７及びジヤケツト１０の
間に例えば圧縮空気のような加圧流体を供給す
る。導管１９及び２０の一方は圧縮空気を受容
し、他方はスカート部２２をシリンダ７内部で一
方向又は他方向に摺動させるため出口に結合され
る。従つて圧縮空気が導管１９に導入されれば、
導管２０は空気の出口と結合し、スカート部２２
とスリーブ２１とは下方に摺動する。導管１９，
２０は図示しない圧縮空気の供給装置に結合され
る。

ジヤケツト１０とスカート部２２との間に形成
された環状の空間内には、一端がフランジ１２の
下端に当接すると共に他端が底部２２ａに当接し
ており、スカート部２２、底部２２ａ及びスリー
ブ２１よりなるピストンを常時上方位置に付勢す
るための軸Ｘ−Ｘを有するコイルバネ２６が配置
されている。

シリンダ７、ジヤケツト１０、スカート部２２
及び底部２２ａは、導管１９に圧縮空気が導入さ
れない場合、スカート部２２及び底部２２ａがバ
ネ２６により高位置に戻されるピストン形複効ジ
ヤツキを構成する。

上部Ｃは、さらのに下部Ｄの鎖錠及び解放手段
を含んでおり、これらの鎖錠及び解放手段につい
ては後に説明する。

下部Ｄについて第３図を特に参照して以下に説
明する。

下部Ｄはめすテーパ７０と同軸的に嵌合するお
すテーパ４０を有している。おすテーパ４０は下
部Ｄに結合された工具、即ち第３図〜第５図及び
第７図の具体例ではクリツプチヤツクからなる工
具E₁を保持するフランジ３０に固定される。第
１図に示されるように、各々の工具E₁，E₂，E₃
…はロボツトＡの手首５に固定された単一の上部
Ｃと協働しうる下部Ｄのフランジ３０の下側に固
定されている。

上部Ｃと下部Ｄの鎖錠手段は以下を含んでい
る。即ち、スリーブ２１の周側壁に設けられた一
連の開口２４に収容された一連のボール２５と、
おすテーパ４０と同軸であり、且つスリーブ２１
の中央穴２３の内側を摺動すると共に上部Ｃと下
部Ｄとを鎖錠すべくボール２５と共働しうる頭部
４２を先端に有する軸４１（第３図〜第５図）
と、ボール２５に対する転動及び支承面を構成す
るジヤケツト１０のスリーブ２１が摺動する穴１
４、広がり円錐台斜面１５、及び穴１４より大き
な直径の逃がし穴１６とを含む。

斜面１５及び穴１６は上部Ｃ及び下部Ｄの軸方
向解放のため、ボール２５がスリーブ２１の外側
方向に後退することを可能にする。

頭部４２は、スリーブ２１と同軸的な２つの円
錐台４４，４５と、これらの間に設けられた円筒
状の帯部４３とからなり、帯部４３はスリーブ２
１内を摺動しうるように中央穴２３に等しい直径
をもつ。円錐面４５は上部Ｃ及び下部Ｄの鎖錠位
置においてボール２５に押当てることができる。

上部Ｃ及び下部Ｄは対応する導管２及び３３の
組と、３及び３９の組と、これらに結合した補助
継手２８及び３２の組と、２９及び３７の組を備
えている。これらの補助継手と導管は、一方では
導管２，３３及びこれに対応する補助継手２８，
３２により圧縮空気を、他方では導管３，３９及
びこれに対応する補助継手２９，３７により電気
を工具E₁（またはE₂，E₃…）に供給することを可
能にする。導管２及び３に個別に結合された継手
２８及び２９は、シリンダ７と一体的なフランジ
２７に固定されている。フランジ２７及び３０に
は他の継手も設けられており、フランジ３０につ
いては第６図に示す。従つてフランジ３０は冷却
水の引込継手４９ａと排出継手４９ｂ、及び図示
しない真空ポンプに結合した吸気開口５０を含ん
でいる。第６図のフランジ３０にはさらに圧縮空
気の供給口を受容する２つの開口２８ａ，２８ｂ
がある。

加圧または減圧した液体または気体、もしくは
冷却流体（水）の供給を確保する上記継手の各々
は以下のように密閉状に構成される。即ち、フラ
ンジ２７に固定された継手２８はフランジ３０の
継手３２の室３４に設けられた封止座金３５内に
密封式に嵌合し、座金３５は継手３２に対し、ね
じ８０により継手３２に固定されたカバー３６と
の間に外周フイツト式に固定されている。座金３
５は継手２８の円錐台形の先端と連結された円錐
台状片を有し、従つて、座金３５への継手２８の
嵌合による密封が確保される（第４図）。

工具E₁とロボツトＡとを電気的に結合するた
めのおすプラグ２９は従来形のピン形プラグであ
る。プラグ２９は、下部Ｄが上部Ｃに鎖錠されて
いる場合（第４図）、下部Ｄのフランジ３０に固
定されためす継手３７の補助穴３８に嵌合し、従
つてロボツトＡからの電気の工具E₁への供給が
確保される。

工具ホルダＢは上部Ｃと下部Ｄとの相対的回転
止め部材を備えている。この部材は図示の例では
フランジ３０に突出するツメ５５と、ジヤケツト
１０のフランジ１２に設けられた対応するめくら
穴１８とからなる。

フランジ３０はマガジンＦの一部をなす支持テ
ーブル４６内をスライドすべく構成されており、
工具E₁からE₃はＶ字形に２重に面取りされた周
縁３１を用いて、テーブル４６の対応する案内み
ぞ４７中をスライドすることができる（第３図）。

変形例では、フランジ３０は、テーブル４６の
支承面と共働して差込み式の回転防止手段を形成
しうる。

本発明に係る産業用ロボツトＡのアーム１に工
具E₁を保持する工具ホルダＢは、底部が工具E₁
に連結した凸状の第１のテーパ部としてのおすテ
ーパ４０と、一端がテーパ４０の頂部におすテー
パ４０と同軸的に連結した棒としての軸４１と、
頂部が軸４１の他端におすテーパ４０と同軸的に
連結した円錐面４５と、アーム１に連結している
と共に一端が凸状の第２のテーパ部としての円錐
面４５に面するようにおすテーパ４０と同軸的に
配列されており、一端側にテーパ４０と相補的な
凹状のテーパ形状をなす第１の内周面としてのめ
すテーパ７０、他端側に円筒状の第２の内周面と
しての穴１４、及び穴１４とめすテーパ７０との
間に穴１４より直径が大きい円筒状の第３の内周
面としての穴１６を有する第１の管状部材として
のジヤケツト１０と、ジヤケツト１０の中に穴１
４と摺動自在に挿入されると共に一端が円錐面４
５に面しており、円錐面４５を中に収容し得る第
２の管状部材としてのスリーブ２１と、スリーブ
２１の一端に設けられており、スリーブ２１の径
方向に伸長するようにスリーブの周側部に設けら
れた貫通孔としての開口２４と、スリーブ２１の
径方向に移動自在に開口２４に挿入されており、
前記径方向に関する長さは、スリーブ２１の内周
面と穴１６との間隔より小さく、スリーブ２１の
周側部の厚さより大きい可動部材としてのボール
２５と、スリーブ２１をジヤケツト１０に対して
相対的におすテーパ４０の長手軸方向に移動すべ
くジヤケツト１０とスリーブ２１との間に設けら
れた移動手段を構成するシリンダ７、スカート部
２２、ダイヤフラム５２とからなり、アーム１
は、円錐面４５がスリーブ２１の中に収容される
ようにジヤケツト１０を前述の長手軸方向に移動
するように構成されている工具ホルダである。

以下、工具ホルダＢの動作について説明する。

１ 下部Ｄの上部Ｃへのはめ合わせ（第３図及び
第５図） ロボツトＡは上部Ｃを、特定の工具例えばマガ
ジンＦのテーブル４６上にフランジ３０を介して
かみ合うE₁に対応する下部Ｄの軸Ｘ−Ｘ方向上
方に導く。

ロボツトＡのアーム１の作用により、シリンダ
７が下降し、下部Ｄに接近する。

この下降の間に、導管１９は圧縮空気源に結合
し、導管２０は空気排出口と結合する（第３図矢
印）。その結果、スカート部２２、底部２２ａと
スリーブ２１は下方に押されてバネ２６を圧縮す
る。ボール２５は穴２３内をスリーブ２１の下方
に降下し、従つてボール２５はまず斜面１５と直
角に、次に穴１６と直角に位置する。

この下降中に頭部４２はスリーブ２１の穴２３
に入り込み、穴２３内で後退位置にあるボール２
５を有する開口２４を越える。上部Ｃのシリンダ
７の下降が続くと、円錐面４４は開口２４の上側
に移動し、同様に帯部４３及び円錐面４５も開口
２４の上方に移動する。

下部Ｄのおすテーパ４０は上部Ｃのめすテーパ
７０と嵌合し、下部Ｄのツメ５５は上部Ｃ及び下
部Ｄの位置決め及び回転防止用の穴１８内に入り
込む。従つて頭部４２はスリーブ２１の穴２３の
底部に接近する。

後退の終りで、上部Ｃの下降は停止し、鎖錠が
おこなわれる。

２ 上部Ｃ及び下部Ｄの鎖錠（第４図） 圧縮空気の供給が逆転する。圧縮空気の供給は
導管２０に達し、一方導管１９は排出口に結合す
る（第４図矢印）。スカート部２２と底部２２ａ
は、圧縮空気の作用とバネ２６の作用との両方に
より上昇する。この上昇工程で、穴１６に押し当
たつていたボール２５は円錐台斜面１５に対し先
ず押当て、次に穴１４の壁に対し、さらに第４図
に明らかな通り頭部４２の円錐面４５に押し当た
る。

実際に、斜面１５と穴１４との連続する壁はボ
ール２５を軸４１に接近するべく規制し、さらに
頭部４２をさらに軽く上方へ引張りながら円錐面
４５に当接させる。これはめすテーパ７０内にお
すテーパ４０をさらに少し押込める効果がある。

このため、鎖錠移動の終りにおいて、ボール２
５は穴１４の壁と、円錐面４５と、開口２４との
中に閉じ込められており、これらと固着位置で正
確に接解しており、これは頭部４２の上方へのご
く僅かな移動と、上方へ引上げる大きな推力とに
相当する。さらにこれは、このごく僅かな移動の
間に穴１４の壁に対して回転式の接触と、同様に
開口２４内の回転接触と、但し円錐４５に対する
摩擦接触があるということである。これは頭部４
２の鎖錠、即ち工具交換用の上部Ｃ内への工具
E₁付下部Ｄの鎖錠を確保する。

鎖錠位置では、頭部４２、さらに正確には円錐
面４４はスリーブ２１の穴２３の底部から一定距
離にある（第４図）。

この鎖錠は、事故により、導管２０による圧縮
空気の供給が断たれた場合もなお維持される。実
際に、スカート部２２とスリーブ２１を上方に維
持しておくために働く力がバネ２６の力だけであ
つても、下部Ｄを上部Ｃから分離すべく下部Ｄに
対し下方向に加えられるかなりの力による頭部４
２を下方へ押下げる力により穴１４の壁、円錐面
４５間にボール２５を固着させる力、従つて穴１
４の壁と円錐面４５とに対する摩擦接触により穴
１４の壁に対するボール２５の固着力を維持し得
るだけである。

３ 上部Ｃ及び下部Ｄの嵌合時のエネルギと流体
の分配 嵌合時に上部Ｃ及び下部Ｄの継手の軸線Ｙ−Ｙ
は合致し、これらの継手は相対接近運動をおこな
う。

ａ 圧縮空気の導管２の継手２８は座金３５と
の接触位置まで継手３２内に入り込む。解放
状態では（第３図）、座金３５のテーパは継
手２８のテーパより僅かに大きい（座金３５
の円錐頂角は継手２８の先端の角度より僅か
に大きい）。座金３５内への継手２８の挿入
は座金３５のテーパを無理に増加させようと
し、従つて反動によつて座金３５のテーパ形
舌状部は継手２８に対し密封式に押当てられ
る。

従つて圧縮空気は例えば工具E₁の開閉用
の図示しない小形ジヤツキに供給するため、
導管２及び３３内に導入される。

ｂ 上部Ｃのプラグ２９はその継手のピンによ
つて下部Ｄの継手３７及び穴３８にはまる。
従つて電流は供給用導管３、即ちケーブル３
９に受容されうる。この電流は例えば把みた
い磁性物質のチヤツクを容易化するため工具
E₁のツメが付けられた小形電磁石に給電す
るために利用しうる。

同様の方法で、図示していないが、真空ま
たは吸気口用の継手５０（第６図）は、工具
E₁のツメが備えられている場合は吸気チヤ
ツクに結合されうる。勿論、工具E₂が吸着
チヤツクであれば、結合継手の吸気導管５０
が利用可能である。

例えばフライス工具E₃のような加工工具
の場合は、冷却水の通水用継手４９ａを利用
することができる。またフライス工具E₃の
回転駆動用モータＭに給電するための電気ピ
ン２９を利用することもできる。

下部Ｄの工具Ｅが水の流れによる連続冷却
を必要とする場合は、フランジ２７とフラン
ジ３０の結合継手により、工具は冷却水入口
４９ａと冷却水出口４９ｂとに結合されう
る。この種の工具は例えば水冷形変圧器もし
くは水冷形または単純な水または油の噴射に
より冷却をおこなう電極を有する点溶接用チ
ヤツクであることができる。

フランジ２７とフランジ３０との継手が結
合した後、連結及び鎖錠後の工具に使用され
ない流体とエネルギが生じうる。この場合は
関連する導管にこれらの流体とエネルギを受
容しないだけでよい。同様に室３４の底部に
ピンを配置するか、または座金３５を全周座
金または円形膜に交換することもできる。

４ 工具E₁のマガジンＦからの取外しと作動上
部Ｃと下部Ｄとの結合により、このようにして
工具E₁が把持され鎖錠されると、ロボツトＡ
は、フランジ３０が支持テーブル４６のみぞ４
７からはずれるまでみぞ４７に沿つて工具E₁
をスライドさせる。フランジ３０とみぞ４７と
がバヨネツト鎖錠式の耳状部材と円形部材とで
あれば、先ず鎖錠解除のための回転が、次にフ
ランジ３０の上方へ向かう運動が行なわれる。

例えば工具E₁（チヤツク）が図示しない加工
材の把持と操作をおこなう場合は、工具E₁の
開閉用導管３３及び導管２内に圧縮空気を導入
する。さらに場合によつては、ツメ上に工具
E₁を有する電磁石が備えられている場合はこ
れに給電するため、ケーブル３及びケーブル３
９内に電流を流す。要するに、ロボツトＡの手
首５は、上部Ｃと下部Ｄとの同軸状によつて、
さらに穴１８とツメ５５による上部Ｃと下部Ｄ
との回転阻止によつて、工具ホルダＢの軸Ｘ−
Ｘ上で工具E₁を回転させる。

５ マガジンＦへの工具E₁の戻り及び上部Ｃ及
び下部Ｄの鎖錠と分離（第５図） 工具E₁をマガジンＦに戻す。みぞ４７へのフ
ランジ３０の係合操作（バヨネツト鎖錠の場合は
回転操作による）がおこなわれる。次に上部Ｃ及
び下部Ｄの鎖錠解除と分離操作をおこなう。

鎖錠解除のため、導管２０を排出口につなぐと
同時に、シリンダ７の導管１９に瞬間的に圧縮空
気を導入する。これにより、スカート部２２を下
方に押し下げる。その結果、スリーブ２１の穴２
３の底部はハンマーの一撃同様に頭部４２の頂部
に突当る。この一撃はジヤケツト１０の穴１４内
でスリーブ２１をスライドさせることによつて、
上部Ｃのめすテーパ７０からおすテーパ４０を引
離す。ジヤケツト１０に対するスリーブ２１の下
方の移動はボール２５を固着位置から解放し、先
ず穴１４の壁に押当式に回転させ、次に広がり円
錐台斜面１５上を回転させ、これによつてこれら
のボールは円錐面４５の作用をうけてスリーブ２
１の穴２３の外に径方向間隔をつくることができ
る。

導管１９による圧縮空気の適正な供給によつて
スリーブ２１の下降行程が完成される。

ロボツトＡは手首５を操作し、シリンダ７を第
３図に示した方向とは逆の運動により上昇させ、
従つて頭部４２は穴２３内を下方にスライドし、
ボール２５を円錐面４５により穴１６に押当さ
せ、ボール２５のしきいを超え、穴２３から出
る。

めすテーパ７０とおすテーパ４０が分離する。
ロボツトＡは上部Ｃを誘導し、下部Ｄをマガジン
Ｆに残す。

同時に、流体及び電気用の継手は流体及び電気
の供給を停止した後に分離し、その結果電気的接
触の破損をひきおこす遮断火花または漏洩（水、
圧縮エア）が避けされる。

上部Ｃが下部Ｄから完全に分離される（第２
図）とすぐ、圧縮空気が導管２０に供給され、他
方では導管１９は排出口に結合し、従つてスリー
ブ２１とスカート部２２とは圧縮空気とバネ２６
との作用により上方へ上昇する。

以下、本考案の具体例による工具ホルダＢの特
徴を説明する。

工具ホルダＢが把握する工具E₁（またはE₂また
はE₃）の単一性と、ロボツトＡのアーム１の先
端に支えられた工具と工具ホルダＢの軽量性とに
より、アーム１が空間内で自由且つ迅速な運動を
確保しうる。

工具ホルダＢの支持する工具E₁（またはE₂また
はE₃）の単一性は、要求される機能にあわせて
工具の特性を利用することを可能にする。このよ
うな工具の特定性、即ち工具と機能との完全な適
合性はロボツトＡ及び工具ホルダＢシステムの作
動を最大限に信頼しうるものにする。

単純な摺動または並進相対運動により迅速に結
合・分離され、鎖錠されうる上部Ｃ及び下部Ｄと
工具ホルダＢとが分離しうることによつて自動化
の可能な迅速な工具交換が確保できる。

さらに工具ホルダＢ上の工具E₁（またはE₂また
はE₃）の単一性により、工具ホルダＢと工具E₁
（またはE₂またはE₃）と組は最小寸法を与えら
れ、限られた空間内にロボツトＡにより移動され
た工具への接近性を容易化しうる。

軸線Ｘ−Ｘに従う工具ホルダＢと上部Ｃ及び下
部Ｄとの同軸性並びにこれらの回転式共働性はロ
ボツトＡの手首５に軸線Ｘ−Ｘに従う工具E₁，
E₂，E₃の全回転を確実におこなわさせる。その
結果移動された唯一個の工具はねじ締めまたはゆ
るめ、あるいは軸Ｘ−Ｘの回りの回転運動中に加
工材を方位決定するために用いることができる。

穴１４、穴１６、円錐台斜面１５、開口２４、
中央穴２３を有するスリーブ２１、開口２４内の
ボール及び頭部４２の組合わせによつて、工具交
換器としての状部Ｃへの下部Ｄの確実な鎖錠が確
保できる。

ハンマーの役目を果すスリーブ２１の穴２３の
底部と、アンビルの役目を果す頭部４２の頂部と
の組合わせ、及びジヤツキの役目を果すシリンダ
７の内側でのスカート部２２をもつスリーブ２１
の可動性によつて、めすテーパ７０からおすテー
パ４０を引離すための頭部４２へのハンマーの一
撃による鎖錠解放を実現することができる。

また同様に、穴２３への頭部４２の挿入と、穴
１４と頭部４２の円錐面４５との間に位置するボ
ール２５による鎖錠とをおこなうのも、シリンダ
７とスカート部２２よりなるこのジヤツキの作用
である。

最後に、座金３５をもつ継手３２と継手２８、
及び継手３７と共働するプラグ２９のような結線
によつて、流体及び電気がロボツトＡから供給で
き、且つ上部Ｃ及び下部Ｄの嵌合時もしくは分離
時の自動的な接続・切断が可能である。

第７図の変形具体例では、鎖錠及び解放手段を
変動させるための動力部材は軸Ｘ−Ｘのシリンダ
７１の胴５１に外周を固定された可撓性ダイアフ
ラム５２をもつジヤツキである。ダイアフラム５
２の中央部を、シリンダ７１と同軸的なスリーブ
７３の底部７２が貫通し、スリーブ７３へのダイ
アフラム５２の固定はネジ７４によつて確保され
る。スリーブ７３は胴５１と一体的に作られた固
定ジヤケツト１０ａの内部を摺動することがで
き、スリーブ７３はジヤケツト１０ａと同軸的な
みぞ１１ａに収容されたコイルばね２６ａにより
弾性力を加えられる円形フランジ６０を備えてい
る。

胴５１へのダイアフラム５２の固定は、胴５１
に係合するネジ７５によつて確保される。

ダイアフラム５２は例えば圧縮空気の加圧流体
の作用でスリーブ７３を移動させる機能をもつ。
この場合、圧縮空気はダイアフラム５２の上面側
では胴５１の底部とダイアフラム５２との間に開
口する導管１９ａにより胴５１内に導入され、ダ
イアフラム５２の下面側では胴５１の内部に開口
する導管２０ａにより導入される。

この変形例の動作及び機能は先行の具体例の動
作及び機能と同一である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一具体例の装置全体の概略立
面図、第２図は本発明の一具体例の縦断面図、第
３図は工具の鎖錠時前における工具ホルダの上部
と下部の縦断面図、第４図は工具の鎖錠後におけ
る工具ホルダの上部と下部の縦断面図、第５図は
工具の解放時における工具ホルダの上部と下部の
縦断面図、第６図は工具ホルダの上部と結合する
フランジを第４図の−面で示す上面図、第７
図は本発明の他の具体例の縦断面図である。 Ａ……ロボツト、１……アーム、Ｂ……工具ホ
ルダ、Ｃ……上部、Ｄ……下部、５……手首、Ｆ
……工具マガジン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 産業用ロボツトのアームに工具を保持する工
   具ホルダであつて、底部が前記工具に連結した
   凸状の第１のテーパ部と、一端が前記第１のテ
   ーパ部の頂部に前記第１のテーパ部と同軸的に
   連結した棒と、頂部が前記棒の他端に前記第１
   のテーパ部と同軸的に連結した凸状の第２のテ
   ーパ部と、前記アームに連結していると共に一
   端が前記第２のテーパ部に面するように前記第
   １のテーパ部と同軸的に配列されており、一端
   側に前記第１のテーパ部と相補的な凹状のテー
   パ形状をなす第１の内周面、他端側に円筒状の
   第２の内周面、及び前記第１の内周面と前記第
   ２の内周面との間に前記第２の内周面より直径
   が大きい円筒状の第３の内周面を有する第１の
   管状部材と、前記第１の管状部材の中に前記第
   ２の内周面と摺動自在に挿入されると共に一端
   が前記第２のテーパ部に面しており、前記第２
   のテーパ部を中に収容し得る第２の管状部材
   と、前記第２の管状部材の一端に設けられてお
   り、前記第２の管状部材の径方向に伸長するよ
   うに前記第２の管状部材の周側部に設けられた
   貫通孔と、前記径方向に移動自在に前記貫通孔
   に挿入されており、前記径方向に関する長さ
   が、前記第２の管状部材の内周面と前記第３の
   内周面との間隔より小さく、前記第２の管状部
   材の周側部の厚さより大きい可動部材と、前記
   第２の管状部材を前記第１の管状部材に対して
   相対的に前記第１のテーパ部の長手軸方向に移
   動すべく前記第１の管状部材と前記第２の管状
   部材との間に設けられた移動手段とからなり、
   前記アームは、前記第２のテーパ部が前記第２
   の管状部材の中に収容されるように前記第１の
   管状部材を前記長手軸方向に移動するように構
   成されている工具ホルダ。 (2) 前記可動部材がボールからなる実用新案登録
   請求の範囲第(1)項に記載の工具ホルダ。 (3) 前記移動手段が、ピストンを有する空気圧シ
   リンダからなる実用新案登録請求の範囲第(1)項
   又は第(2)項に記載の工具ホルダ。 (4) 前記移動手段が、ダイヤフラムを有する空気
   圧シリンダからなる実用新案登録請求の範囲第
   (1)項又は第(2)項に記載の工具ホルダ。 (5) 前記移動手段は、前記第２の管状部材を前記
   第１の管状部材から相対的に離すように前記第
   ２の管状部材を付勢するバネを有する実用新案
   登録請求の範囲第(1)項から第(4)項のいずれか一
   項に記載の工具ホルダ。