JPH08243967A - 工事用マニュプレータのスレーブ用工具着脱部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配電工事、配線工事等の工事用マニュプレー
タのスレーブ軸の先端に取付けられる工具を遠隔操作で
自動的に着脱することができ、また遠隔操作の誤りがあ
っても工具がスレーブ軸から脱落する虞がないようにす
る。 【構成】 後部流体圧室５２’に後部流体吸排口５４’
から油圧を供給し、可動筒４２を前進し、コイルスプリ
ング６２Ａの作用も手伝って摺動筒２４が前進するの
で、抜け止め具３４は摺動筒２４の押込み面３６によっ
て径方向の内向きに押込まれ、工具１２の係入溝１４ａ
に係入する。従って、工具１２は抜け止め具３４によっ
て抜け止めされ、工具１２はスレーブ軸１８に装着され
る。工具１２の歯１６ａが工具保持筒２２の噛み合い歯
３０ａに噛み合っているので、スレーブ軸１８が回転す
ると、工具１２も回転し、所定の作業を行なうことがで
きる。コイルスプリング６２Ａは、後部流体圧室５２’
から誤って流体が排出されても、工具１２を工具保持筒
２２に確実に保持する作用を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、配電線の分岐
工事等の各種配電工事、電気通信線又は光通信線等の配
線工事等に用いられるマニュプレータのスレーブ軸に工
具を着脱するスレーブ用工具着脱部の改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】マニュプレータを用いて行なわれる配電
工事、配線工事等は、マニュプレータのスレーブ軸に取
付けられる種々の工具を交換しながら、一連の作業を順
次行なって完了する。このため、スレーブ軸には工具を
素早く交換することができる工具着脱部が要求される。

【０００３】従来技術の工具着脱部は、例えば、特開平
４−３５８８６号公報に開示されているように、工具把
持部側と工具側とにそれぞれ設けられ相互に噛み合って
抜け止めされるべき第１と第２の渡りジョイントから成
り、第１の渡りジョイントは、工具を装着するために抜
け止め解放位置と、工具側の第２の渡りジョイントを嵌
合した後抜け止めする抜け止め位置との間を回転するよ
うに操作する渡り固定リングを有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来技術
の工具着脱部は、第１と第２の渡りジョイントを相互に
噛み合わせて抜け止めするために、作業者の手作業を必
要とするので、特に高架で行なわれる配電工事、配線工
事等に必要な工具の着脱作業は、作業者が高所作業車に
搭乗して行なう必要があり、作業に危険性がある上に工
具の交換が面倒であった。

【０００５】本発明の目的は、上記の欠点を回避し、工
具の着脱を遠隔操作で自動的に行なうことができ、また
遠隔操作の誤りがあっても工具がスレーブ軸から脱落す
る虞がない工事用マニュプレータのスレーブ用工具着脱
部を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、工事用マニュプレータのスレーブ軸に連
結され噛合い歯を内面に有し工具の歯がこの噛合い歯に
噛み合うように工具が挿入されるべき工具保持筒と、こ
の工具保持筒の外側に軸線方向に摺動自在に設けられた
摺動筒と、この摺動筒をその軸線方向に駆動する流体圧
駆動手段とを備え、工具保持筒は、径方向に貫通する保
持孔に径方向に進退自在に配置された少なくとも１つの
抜け止め具を含み、摺動筒は、軸線方向にずらせて設け
られ工具保持筒の貫通孔内の抜け止め具を径方向の内向
きに押して工具の係入溝内に押込む押込み面と抜け止め
具を工具の係入溝から抜けるように径方向の外向きに逃
がす逃げ溝とを有し、流体圧駆動手段は、摺動筒をその
押込み面が抜け止め具を押込む押込み位置とその逃げ溝
が抜け止め具を逃がす逃げ位置との間を駆動する流体圧
駆動部と、摺動筒を常に押込み位置に付勢する付勢部材
とを含んでいることを特徴とする工事用マニュプレータ
のスレーブ用工具着脱部を提供することにある。

【０００７】

【作用】このように、工具を工具保持筒に解放自在に保
持する抜け止め具を押込み位置と逃げ位置との間を駆動
するために流体圧駆動手段が用いられているので、この
流体圧駆動手段に流体圧を吸排するだけで工具を着脱す
ることができ、このため工具着脱部を遠隔操作すること
ができる。

【０００８】従って、工具を工具着脱部の工具保持筒に
挿入するロボットアーム等と併用することによって、工
具の着脱操作は、その後流体圧駆動手段によって自動的
に行なうことができる。

【０００９】また、流体圧駆動手段に流体圧がなくて
も、摺動筒は付勢部材によって常に押込み位置に付勢さ
れるので、遠隔操作の誤り等によって流体圧駆動手段に
流体圧がなくなることがあっても、工具がスレーブ軸か
ら脱落する虞がなく、配電工事、配線工事等を安全に行
なうことができる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して詳細にのべ
ると、図１及び図２は本発明に係る工事用マニュプレー
タのスレーブ用工具着脱部１０の工具装着前の状態と工
具装着状態とをそれぞれ示し、この工具着脱部１０に着
脱されるべき工具１２は、配電工事、 配線工事等の種
々の作業に用いられる複数の工具を含むが、いずれの工
具も、図１及び図２に示すように、工具着脱部１０に保
持される基部には、工具本体１２Ａに連続して設けられ
たテーパ外周部１４と、このテーパ外周部１４の後端に
連続して設けられ後にのべる工具保持筒の噛み合い歯に
噛み合う１つの歯１６ａを有する円形外周部１６とを有
する。この工具１２は、図示しないロボットアームによ
って保持されて工具着脱部１０の正面に整列されこの工
具保持筒に挿入される。

【００１１】本発明の配電工事用マニュプレータのスレ
ーブ用工具着脱部１０は、図１及び図２に示すように、
工事用マニュプレータのスレーブ軸１８の内鍔１８ａに
止めボルト２０によって固定してスレーブ軸１８に連結
された工具保持筒２２と、この工具保持筒２２の外側に
軸線方向に摺動自在に設けられた摺動筒２４と、この摺
動筒２４をその軸線方向に駆動する流体圧駆動手段２６
とを備えている。従って、工具保持筒２２は、スレーブ
軸１８と共に回転することができる。

【００１２】工具保持筒２２は、図１乃至図３に示すよ
うに、正面側（前方側）に設けられ工具１２のテーパ外
周部１４に相応するテーパ内周部２８と工具１２の円形
外周部１６に相応しその歯１６ａが噛み合う複数の噛み
合い歯３０ａを有する円形内周部３０とを有する。円形
内周部３０は、複数の噛み合い歯３０ａを有するので、
スレーブ軸１８がどの角度位置にあってもいずれかの噛
み合い歯３０ａに工具１２の歯１６ａを噛み合わせるこ
とができる。従って、スレーブ軸１８が回転すると、噛
み合い歯３０ａと歯１６ａとの噛み合いによって工具１
２も回転して所定の作業を行なうことができる。

【００１３】このように、工具１２がテーパ外周部１４
を有し、また工具保持筒２２が正面側にテーパ内周部２
８を有すると、工具１２を工具保持筒２２に挿入し易く
なり、更に、工具１２が工具保持筒２２の複数の噛み合
い歯３０ａに噛み合う歯１６ａが１つであると、工具１
２が工具保持筒２２に噛み合い易くなり、工具の着脱作
業を自動化するのに有利であって好ましい。

【００１４】また、工具保持筒２２は、径方向に貫通す
る複数の保持孔３２（図４参照）に工具保持筒２２の径
方向に進退自在に配置されたボールから成る複数の抜け
止め具３４を含んでいる。工具１２は、その挿入状態で
工具保持筒２２の抜け止め具３４に対応する環状の係入
溝１４ａをテーパ外周部１４に有し、工具保持筒２２の
抜け止め具３４は、流体圧駆動手段２６によって摺動筒
２４が後にのべる押込み位置にあるときに、摺動筒２４
によって工具１２の係入溝１４ａに係入されて工具１２
を工具保持筒２２に抜け止め状態で保持し工具１２を装
着する。

【００１５】図４に詳細に示すように、保持孔３２は、
その少なくとも一部に、抜け止め具３４が保持孔３２か
ら脱落することがないように保持する縮径部３２ａを保
持孔３２の内側部分に有する。図示の実施例では、この
縮径部３２ａは、テーパ内周部２８の肉厚の大きい部分
側の孔内周面を肉厚の小さい部分に向けて傾斜して形成
されている。

【００１６】摺動筒２４は、図４に拡大して示すよう
に、軸線方向にずらせて設けられ工具保持筒２２の保持
孔３２内の抜け止め具３４を工具保持筒２２の径方向の
内側に押して工具１２の係入溝１４ａ内に押込む押込み
面３６と、抜け止め具３４を工具１２の係入溝１４ａか
ら抜けるように径方向の外向きに逃がす逃げ溝３８とを
有する。

【００１７】図１及び図２から解るように、摺動筒２４
の押込み面３６は、工具保持筒２２の保持孔３２を有す
る部分の外周面に摺動自在に係合する内周面から成り、
抜け止め具３４は、この内周面によって工具保持筒２２
のテーパ内周部２８よりも内側に突出するように押され
る。また、摺動筒２４の逃げ溝３８は、押込み面３６の
前方に連続して押込み面３６に対して外方にへこんだ凹
部から成り、この凹部は、保持孔３２に整列した状態で
抜け止め具３４が工具保持筒２２のテーパ内周部２８か
ら突出することがないように逃げることができる大きさ
に設定されている。

【００１８】図１では工具１２を工具保持筒２２に装着
する直前であって未だ工具１２が工具保持筒２２内に挿
入されていない状態でありながら、上方又は上方に近い
位置にある抜け止め具３４が工具保持筒２２のテーパ内
周部２８よりも引っ込んでいるのが示されているが、実
際には、これらの抜け止め具３４は、その自重でテーパ
内周部２８よりも突出し、工具１２が挿入されると、そ
のテーパ外周部１４に押されて摺動筒２４の逃げ溝３８
に引っ込むことができる状態となる。それ以外の下方の
抜け止め具３４は、図示のように、その自重で摺動筒２
４の逃げ溝３８に引っ込んだ状態にある。

【００１９】図４に拡大して示すように、摺動筒２４
は、工具保持筒２２の保持孔３２を有する部分の外周
（大径部分）２２ａの直径よりも小さい直径を有する部
分（小径部分）２２ｂに係合する抜け止め部２４ａを有
し、この抜け止め部２４ａは、後にのべる摺動筒２４の
押込み位置で工具保持筒２２の肩部（大径部分２２ａと
小径部分２２ｂとの間の部分）２２ｃに衝合して摺動筒
２４を抜け止めしている（図４参照）。

【００２０】流体圧駆動手段２６は、摺動筒２４をその
押込み面３６が抜け止め具３４を押込む押込み位置（図
２の位置）とその逃げ溝３８が抜け止め具３４を逃がす
逃げ位置（解放位置）（図１の位置）との間を駆動する
流体圧駆動部４０から成っている。図示の実施例では、
流体圧駆動部４０は、油圧駆動部の形態であるが、これ
は空気圧駆動部であってもよい。

【００２１】この流体圧駆動部４０は、図１及び図２に
示すように、摺動筒２４の外面に摺動自在で回転自在に
設けられた可動筒４２と、この可動筒４２の外側に設け
られ図示しないマニュプレータのフレームに固定された
固定筒４４とを含み、スレーブ軸１８は、この固定筒４
４にベアリング４６によって回転自在に支持されてい
る。可動筒４２は、その前端に摺動筒２４の前端面に係
合する係合部４２ａを有し、従って可動筒４２が後方に
移動すると、摺動筒２４は、係合部４２ａを介して同方
向に移動する。固定筒４４は、止めボルト４８、４８’
によってその前後端面に取付けられた前後の内鍔５０、
５０’を有し、前部内鍔５０は、可動筒４２の抜け止め
作用を有し、また後部内鍔５０’は、ベアリング４６を
保持している。

【００２２】流体圧駆動部４０は、図１及び図２に示す
ように、可動筒４２と固定筒４４との間に形成された前
後の流体圧室５２、５２’から成っている。前部流体圧
室５２は、可動筒４２の前方段部４２ｂと固定筒４４の
前部内鍔５０との間に形成され、この前部流体圧室５２
は、固定筒４４に形成された前部流体吸排口５４に連結
されている。また、後部流体圧室５２’は、可動筒４２
の後方段部４２ｃと固定筒４４の中間内鍔４４ａとの間
に形成され、この後部流体圧室５２’は、固定筒４４に
形成された後部流体吸排口５４’に連結されている。

【００２３】図１及び図２に示すように、Ｏリング状の
シール５６、５６’は、固定筒４４の前部内鍔５０の環
状くぼみに配置されてこの前部内鍔５０と固定筒４４及
び可動筒４２との間の流体密をそれぞれ維持している。
Ｏリング状のシール５８は、固定筒４４の中間内鍔４４
ａの環状くぼみ内に配置されてこの中間内鍔４４ａと可
動筒４２との間の流体密を維持している。また、Ｏリン
グとガスケットとの組合わせであるシール６０は、前後
の流体圧室５２、５２’の間で可動筒４２の環状くぼみ
内に配置されて可動筒４２と固定筒４４との間の流体密
を維持している。従って、前部流体圧室５２は、シール
５６、５６’とシール６０とによって流体密が保たれ、
後部流体圧室５２’は、シール５８とシール６０とによ
って流体密が保たれている。

【００２４】流体圧駆動手段２６は、摺動筒２４を常に
押込み位置に付勢する付勢部材６２を含んでいる。この
付勢部材６２は、摺動筒２４の後端面とスレーブ軸１８
の前端面との間に配置されたコイルスプリング６２Ａか
ら成っている。従って、摺動筒２４は、前部流体圧室５
２に流体圧がない場合には、コイルスプリング６２Ａに
よって図１の押込み位置に押される。後部流体圧室５
２’は、その内部に流体圧が吸入されてコイルスプリン
グ６２Ａと共に摺動筒２４を前方へ移動する機能を有す
る。

【００２５】流体圧駆動手段２６の前後の流体圧室５
２、５２’に流体を吸排する流体圧系統は、図５に示す
ように、例えば、油タンク６４と油圧ポンプ６６とを含
む油圧供給源６８と、前後の流体吸排口５４、５４’の
流体の吸排を切替える切替えバルブ７０とから成ってい
る。切替えバルブ７０の流体供給側は、吸排配管７２を
経て前部流体吸排口５４に接続され、吸排配管７２’を
経て後部流体吸排口５４’に接続され、また切替えバル
ブ７０の流体排出側は、排出配管７４を経て油タンク６
４に接続されている。

【００２６】切替えバルブ７０の流体供給側を吸排配管
７２に切替えると、吸排配管７２’は切替えバルブ７０
の流体排出側に接続され、従って前部流体圧室５２に油
圧が供給されると共に後部流体圧室５２’内の油は吸排
配管７２’と切替えバルブ７０の流体排出側及び排出配
管７４を経て油タンク６４に戻る。

【００２７】次に、本発明の工具着脱部１０の動作を以
下にのべる。図１に示すように、工具１２をスレーブ軸
１８に装着するために、流体圧系統の切替えバルブ７０
の流体供給側を吸排配管７２に切替え、工具着脱部１０
の流体圧駆動手段２６の前部流体圧室５２に流体吸排口
５４を経て流体圧系統から流体圧（油圧）を供給し、後
部流体圧室５２’内の流体を流体吸排口５４’、流体圧
系統の吸排配管７２’切替えバルブ７０の流体排出側及
び排出配管７４を経て油タンク６４に排出すると、可動
筒４２はコイルスプリング６２Ａに抗して後方に移動し
て工具保持筒２２の抜け止め具３４に摺動筒２４の逃げ
溝３８が対応し、抜け止め具３４を工具保持筒２２のテ
ーパ内周部２８から引っ込ませることができる状態とな
る。

【００２８】この状態で、工具１２を工具保持筒２２内
に挿入すると、工具１２の歯１６ａが工具保持筒２２の
噛み合い歯３０ａに噛み合い、また工具１２の係入溝１
４ａが抜け止め具３４に対応する。

【００２９】その後、流体圧系統の切替えバルブ７０の
流体供給側を吸排配管７２’側に切替え、流体圧駆動手
段２６の後部流体圧室５２’に流体吸排口５４’を経て
流体圧系統から流体圧（油圧）を供給すると同時に前部
流体圧室５２内の油を流体吸排口５４を経て流体圧系統
に排出すると、図２に示すように、可動筒４２が前方に
移動し、コイルスプリング６２Ａも手伝って摺動筒２４
が押込み位置に前進する。このため、摺動筒２４の押込
み面３６が抜け止め具３４に対応するので、抜け止め具
３４は、摺動筒２４の押込み面３６によって径方向の内
向きに押込まれ、工具１２の係入溝１４ａに係入する。
従って、工具１２は、抜け止め具３４によって抜け止め
され、工具１２は、スレーブ軸１８に装着される。工具
１２の歯１６ａが工具保持筒２２の噛み合い歯３０ａに
噛み合っているので、マニュプレータを操作してスレー
ブ軸１８の先端の工具１２を所定の作業位置にもたらし
た後、スレーブ軸１８が回転すると、工具１２も回転
し、配電工事、配線工事等の所定の作業を行なうことが
できる。

【００３０】既にのべたように、流体圧駆動手段２６
は、付勢部材６２としてコイルスプリング６２Ａを有す
るので、工具１２が工具保持筒２２に保持された状態
で、若し誤って後部流体圧室５２’から流体圧が排出さ
れたとしても、摺動筒２４は、このコイルスプリング６
２Ａによって抜け止め具３４の抜け止め位置である前進
位置に安全に保持され、従って工具１２が工具着脱部１
０から誤って脱落することがない。

【００３１】スレーブ軸１８に装着されている工具１２
を他の工具と交換するときには、流体圧系統の切替えバ
ルブ７０の流体供給側を吸排配管７２に切替え、工具着
脱部１０の流体圧駆動手段２６の前部流体圧室５２に流
体吸排口５４を経て流体圧系統から流体圧（油圧）を供
給し、後部流体圧室５２’内の流体（油）を流体吸排口
５４’を経て流体圧系統に排出する。このようにする
と、図１に示すように、可動筒４２は、コイルスプリン
グ６２Ａに抗して後方に移動して工具保持筒２２の抜け
止め具３４に逃げ溝３８が対応し、抜け止め具３４を工
具保持筒２２のテーパ内周部２８から引っ込むことがで
きるので、現在装着されている工具１２を工具着脱部１
０の工具保持筒２２から抜き出し、またこの状態で新し
い工具１２を工具保持筒２２に挿入することができる。
その後、先にのべたように、流体圧系統の切替えバルブ
７０の流体供給側を吸排配管７２’に切替え、この新し
い工具１２を抜け止め状態に保持する（図２参照）。

【００３２】工具着脱部１０に工具１２を保持する必要
がない時には、流体圧系統を不必要に駆動するのを避け
るため、油圧ポンプ６６の駆動を停止する。このように
すると、流体圧駆動手段２６の前後の流体圧室５２、５
２’から流体圧が排出されるので、コイルスプリング６
２Ａによって摺動筒２４は抜け止め具３４の抜け止め位
置である前進位置となる。従って、そのままでは工具１
２を挿入することができないので、その後工具１２を挿
入すべきときには、図１に示すように、流体圧系統の油
圧ポンプ６６を駆動し、切替えバルブ７０の流体供給側
を吸排配管７２側に切替え、摺動筒２４を逃げ位置に後
退させて上記と同様にして工具１２を装着する。

【００３３】尚、流体圧駆動手段２６の可動筒４２と固
定筒４４とは、マニュプレータのフレームに対して回転
することがなく、従って可動筒４２と摺動筒２４との間
は相対的に回転するので、この間の回転方向の摩擦抵抗
が小さくなるように材質その他を考慮する必要がある。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、上記のように、工具を
工具保持筒に解放自在に保持する抜け止め具を押込み位
置と逃げ位置（解放位置）との間を駆動するために流体
圧駆動手段が用いられているので、この流体圧駆動手段
の流体を吸排するだけで工具を着脱することができ、工
具着脱部を遠隔操作することができる。

【００３５】従って、工具を工具着脱部の工具保持筒に
差込むロボットアーム等と併用することによって、工具
の着脱操作は、その後流体圧駆動手段によって自動的に
行なうことができる。

【００３６】また、流体圧駆動手段は、流体圧がない場
合でも抜け止め具が工具の係入溝に押込まれる押込み位
置に付勢されているので、遠隔操作の誤り等によって流
体圧駆動手段に流体圧がなくなることがあっても、工具
がスレーブ軸から脱落する虞がなく、配電工事、配線工
事等を安全に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る工事用マニュプレータのスレーブ
用工具着脱部の工具装着前の状態を工具着脱部を断面に
して示す要部側面図である。

【図２】図１の工具着脱部の工具装着状態を工具着脱部
を断面にして示す側面図である。

【図３】図１の工具着脱部のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図で
ある。

【図４】抜け止め具が押込み位置にある状態の要部拡大
断面図である。

【図５】本発明の工具着脱部に用いられる流体圧系統の
一例の概略系統図である。

【符号の説明】

１０ 工具着脱部 １２ 工具 １２Ａ 工具本体 １４ テーパ外周部 １４ａ 係入溝 １６ 円形外周部 １６ａ 歯 １８ スレーブ軸 １８ａ 内鍔 ２０ 止めボルト ２２ 工具保持筒 ２２ａ 大径部分 ２２ｂ 小径部分 ２２ｃ 肩部 ２４ 摺動筒 ２４ａ 抜け止め部 ２６ 流体圧駆動手段 ２８ テーパ内周部 ３０ 円形内周部 ３０ａ 噛み合い歯 ３２ 保持孔 ３２ａ 縮径部 ３４ ボール状の抜け止め具 ３６ 押込み面 ３８ 逃げ溝 ４０ 流体圧駆動部 ４２ 可動筒 ４２ａ 係合部 ４２ｂ 前方段部 ４２ｃ 後方段部 ４４ 固定筒 ４４ａ 中間内鍔 ４６ ベアリング ４８ 止めボルト ４８’ 止めボルト ５０ 前部内鍔 ５０’ 後部内鍔 ５２ 前部流体圧室 ５２’ 後部流体圧室 ５４ 前部流体吸排口 ５４’ 後部流体吸排口 ５６ シール ５６’ シール ５８ シール ６０ シール ６２ 付勢部材 ６２Ａ コイルスプリング ６４ 油タンク ６６ 油圧ポンプ ６８ 油圧供給源 ７０ 切替えバルブ ７２ 吸排配管 ７２’ 吸排配管 ７４ 排出配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工事用マニュプレータのスレーブ軸に連
   結され噛合い歯を内面に有し工具の歯が前記噛合い歯に
   噛み合うように前記工具が挿入されるべき工具保持筒
   と、前記工具保持筒の外側に軸線方向に摺動自在に設け
   られた摺動筒と、前記摺動筒をその軸線方向に駆動する
   流体圧駆動手段とを備え、前記工具保持筒は、その径方
   向に貫通する保持孔に径方向に進退自在に配置された少
   なくとも１つの抜け止め具を含み、前記摺動筒は、その
   軸線方向にずらせて設けられ前記工具保持筒の保持孔内
   の抜け止め具を径方向の内向きに押して前記工具の係入
   溝内に押込む押込み面と前記抜け止め具を前記工具の係
   入溝から抜けるように径方向の外向きに逃がす逃げ溝と
   を有し、前記流体圧駆動手段は、前記摺動筒を前記押込
   み面が前記抜け止め具を押込む押込み位置と前記逃げ溝
   が前記抜け止め具を逃がす逃げ位置との間を駆動する流
   体圧駆動部と、前記摺動筒を常に押込み位置に付勢する
   付勢部材とを含んでいることを特徴とする工事用マニュ
   プレータのスレーブ用工具着脱部。