WO2022004528A1

WO2022004528A1 - ツール交換装置

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Publication number: WO2022004528A1
Application number: PCT/JP2021/023823
Authority: WO
Inventors: 寛中山
Original assignee: ビー・エル・オートテック株式会社
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2022-01-06
Also published as: JP7159506B2; CN115666880A; JPWO2022004528A1; JP2022179629A

Abstract

本発明は、マスタプレートとツールプレートと連結するための流体の供給が停止してもその連結状態が不十分になることを抑制できるツール交換装置を提供することを課題とする。本発明の一態様は、工具を装着するツールプレートと、上記ツールプレートを着脱可能なマスタプレートとを備え、上記マスタプレートが、シリンダ室と、このシリンダ室に流体を供給及び排出する流通路とが形成されたプレート本体、及び上記供給及び排出される流体の圧力によって上記シリンダ室内で往復動可能なピストン部材を有するツール交換装置であって、上記マスタプレートが、上記シリンダ室に少なくとも一部が突出することで上記ピストン部材の往復動を規制するロックピンを有することを特徴とする。

Description

ツール交換装置

　本発明は、ツール交換装置に関する。

　ツール交換装置は、例えば、ロボットのアームに種々のツールを交換して取り付けるためのものである。このようなロボットアーム用ツール交換装置は、一台のロボットがツールの交換により複数の作業を行うことができるので、ロボットの多機能化や段取り時間の短縮化を図ることができ、多品種少量生産に貢献することができる。

　このツール交換装置は、一例としてロボット側に取り付けられるマスタプレートと、ツール側に取り付けられるツールプレートとを有している。このマスタプレートとツールプレートとは、エア等の流体によって着脱できるよう設けられ、この着脱によってロボットは種々のツールに交換することができる。

　このような流体を用いるツール交換装置では、マスタプレートとツールプレートとが連結状態にあるときに流体の供給が停止されると、マスタプレートとツールプレートとが連結状態を維持することができなくなり、ツールプレートが落下する等の重大事故を招来するおそれがある。このような事故を防止するものとして、アクチュエータの抜けを規制するストッパを備えた自動工具交換装置が考案されている（実開平６－０６１４８６号公報参照）。

　この公報所載の自動工具交換装置は、固定プレートと工具プレートとを備え、固定プレートが、作動流体により工具プレートに対して進退可能なアクチュエータと、このアクチュエータの動作に連動して前記工具プレートに着脱可能な結合部材とを有している。前記アクチュエータの先端側には、前記結合部材から前記アクチュエータが抜けることを規制するストッパが段差状に形成されている。そして、前記作動流体部の供給が停止したような場合においては、前記結合部材が前記ストッパを拘束しているため前記アクチュエータが前記結合部材から抜け出ることを規制でき、前記工具プレートの脱落が防止できるとしている。

　前記自動工具交換装置では、前記工具プレートに何らかの負荷が掛かり、前記ストッパの段差が前記結合部材の先端を乗り越えることで前記工具プレートが脱落するおそれがある。また、前記固定プレートと工具プレートとの着脱を繰り返し行うことで前記ストッパの段差が滑らかな面になり、前記結合部材が前記アクチュエータを拘束することが困難となって前記工具プレートが脱落するおそれがある。

実開平６－０６１４８６号公報

　そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、マスタプレートとツールプレートと連結するための流体の供給が停止してもその連結状態が不十分になることを抑制できるツール交換装置を提供することを課題とする。

　本発明の一態様は、工具を装着するツールプレートと、上記ツールプレートを着脱可能なマスタプレートとを備え、上記マスタプレートが、シリンダ室と、このシリンダ室に流体を供給及び排出する流通路とが形成されたプレート本体、及び上記供給及び排出される流体の圧力によって上記シリンダ室内で往復動可能なピストン部材を有するツール交換装置であって、上記マスタプレートが、上記シリンダ室に少なくとも一部が突出することで上記ピストン部材の往復動を規制するロックピンを有することを特徴とする。

　当該ツール交換装置は、マスタプレートのシリンダ室内の圧力を制御することで、ピストン部材が往復動し、マスタプレートと工具を装着するツールプレートとの着脱がなされる。上記マスタプレートが、上記ピストン部材の往復動を規制するロックピンを有するので、上記ツールプレートとの着脱動作を規制することが可能となる。このため、当該ツール交換装置は、上記流体の供給が停止等して上記シリンダ室内の圧力を制御することが不可能となった際に、マスタプレートとツールプレートとが不十分な連結状態になることを抑制することができる。

　上記ロックピンが上記ピストン部材の往復動を規制することで上記マスタプレートが上記ツールプレートとの連結状態を維持するとよい。上記ロックピンによる上記ピストン部材の往復動の規制が、上記マスタプレートと上記ツールプレートとの連結及び分離のいずれも規制するものであってもよいが、少なくとも上記マスタプレートが上記ツールプレートとの連結状態を維持するものであることが好ましい。このようにすることで、上記シリンダ室内の圧力を制御することが不可能となった際に、上記ツールプレートが上記マスタプレートから分離して落下等することを抑制することができる。

　上記ロックピンが、上記流体の圧力が低下することにより上記シリンダ室に突出するとよい。上記マスタプレートが上記ツールプレートとの連結状態にあるときに上記シリンダ室内の上記流体による圧力が低下すると、上記ピストン部材が上記マスタプレートと上記ツールプレートとを分離する側に移動し、上記ツールプレートが上記マスタプレートから分離して脱落するおそれがある。上記圧力が低下した際に上記ロックピンが上記シリンダ室に突出することにより、上記ピストン部材の移動が規制されて上記ツールプレートが上記マスタプレートから分離することを抑制することができる。

　上記マスタプレートが、上記ロックピンを収容するケーシングを含み、上記ケーシングが、上記ロックピンを収容するピン収容室と、上記ピン収容室に流体を供給するピン用流通路と、上記ロックピンを上記シリンダ室側に押圧する弾性部材とを有するとよい。上記マスタプレートがケーシングを有し、このケーシングが、上記ロックピンを往復動自在に収容するピン収容室と、上記ロックピンを往復動させるための流体の供給路であるピン用流通路及び弾性部材とを有することで、比較的簡易な構成で上記ロックピンが上記シリンダ室に容易かつ確実に突出することができる。

　上記ロックピンが、上記ピン収容室への流体の供給により上記シリンダ室への突出が規制されるとよい。つまり、上記ピン収容室への流体の供給が停止すると上記ロックピンが上記シリンダ室に突出する。このようにすることで、障害等により意図せずに上記流体の供給が停止した場合に上記ロックピンが上記シリンダ室に突出し、上記ツールプレートの上記マスタプレートからの分離を抑制することができる。

　上記シリンダ室に流体を供給する流体供給装置と、上記ピン収容室に流体を供給する流体供給装置とが、共通する一の流体供給装置であるとよい。このように上記ロックピンを作動させるための駆動装置、機器等を要しない構成とすることで、簡易な構成とすることができる。

　以上説明したように、本発明のツール交換装置は、マスタプレートとツールプレートと連結するための流体の供給が停止してもその連結状態が不十分となることを抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態のツール交換装置のツールプレートの連結状態を示す概略的断面側面図である。図２は、図１のツール交換装置のツールプレートの離脱状態を示す概略的断面側面図である。

〈ツール交換装置〉
　本発明の一実施形態である図１、図２のツール交換装置１は、工具を装着するツールプレート２と、ツールプレート２を着脱可能なマスタプレート３とを主に備える。ツールプレート２は、上面に差込凹部２１を有し、マスタプレート３は、上記差込凹部２１に差し込み可能な筒状部３１を有し、上記ツールプレート２を着脱可能に連結する。

　マスタプレート３は、例えばロボットアーム（図示省略）に装着され、ツールプレート２には工具（図示省略）が装着され、マスタプレート３とツールプレート２とが操作によって着脱されることでロボットアームには種々の工具（ツールプレート２）を交換して装着できる。

　マスタプレート３は筒状部３１を有するプレート本体３２と、このプレート本体３２に保持される複数の係止部と、プレート本体３２に往復動可能に取付けられるピストン部材３３とを備えている。本実施形態では、上記係止部として、ボール３４を用いている。

　プレート本体３２の内部には、シリンダ室３５及びこのシリンダ室３５に流体を出入する流通路（図示省略）が形成されている。具体的には、プレート本体３２は、シリンダ室３５の内周壁を構成する凹部で形成された第１筒状体３２ａと、この第１筒状体３２ａの下部（ツールプレート２側）に固定される第２筒状体３２ｂとを有している。すなわち、この実施形態では、第１筒状体３２ａと第２筒状体３２ｂとでプレート本体３２が構成されている。なお、第１筒状体３２ａ及び第２筒状体３２ｂは略円筒状に設けられている。

　上記流通路は、第１筒状体３２ａに形成され、後述するピストン部材３３の連結されるツールプレート２の側と反対側（図上側）の上側シリンダ室３５ａに配される第１流通路と、上側シリンダ室３５ａとピストン部材３３を挟んで反対側の下側シリンダ室３５ｂの流体を出入する第２流通路とを含む。上記第１流通路及び第２流通路は、工場内の流体供給装置（図示省略）に電磁弁（図示省略）を介して接続されている。

　上記第１流通路は上側シリンダ室３５ａに流体を供給することでピストン部材３３をツールプレート２側に移動させ、ピストン部材３３がボール３４を係止状態側に移動させる。このとき、上記第２流通路は下側シリンダ室３５ｂの流体を排出する。また、上記第２流通路は下側シリンダ室３５ｂに流体を供給することでピストン部材３３をマスタプレート３側に移動させ、ピストン部材３３がボール３４の係止離脱側に移動させる。このとき、上記第１流通路は上側シリンダ室３５ａの流体を排出する。

　第１筒状体３２ａの下面には、第２筒状体３２ｂの装着される段部が設けられている。この段部には、第２筒状体３２ｂが固定される。第２筒状体３２ｂは、上記段部に嵌着される鍔部３６と、この鍔部３６から下方に突出する筒状部３１とを有している。このため、筒状部３１は、第１筒状体３２ａより下方に突出するように設けられる。また、第２筒状体３２ｂは、後述するピストン部材３３のロッド３３ａを挿通する挿通穴が形成されている。なお、第１筒状体３２ａがロボットアーム等に装着される。

　また、マスタプレート３及びツールプレート２は、連結状態において互いに当接する当接面３ａ，２ａを有している。具体的には、第１筒状体３２ａの下面及び鍔部３６の下面が、面一に設けられ、連結状態においてツールプレート２の上面２ａに当接する。つまり、この実施形態では、第１筒状体３２ａの下面及び第２筒状体３２ｂの鍔部３６の下面で構成される面一の面がマスタプレート３の当接面３ａとなりマスタプレート３とツールプレート２の連結状態では、３ａ，２ａが当接している。

　マスタプレート３は、シリンダ室３５の上壁（ピストン対向壁）を構成するプレート３７をさらに備えている。このプレート３７は、第１筒状体３２ａの上面に固着されている。これによって、シリンダ室３５は気密に設けられている。

　筒状部３１には、ボール３４を保持する複数の保持穴が筒状部３１の軸と垂直方向に穿設されている。この保持穴は、ボール３４を筒状部３１の側面から出退可能に保持している。なお、筒状部３１外側の保持穴の径はボール３４の径よりも小さく設けられ、ボール３４が筒状部３１外側に離脱することが規制されている。

　ピストン部材３３は、上記シリンダ室３５の圧力によって筒状部３１の軸方向、すなわち、上記当接面に対して略垂直方向に沿って筒状部３１内を往復動可能にプレート本体３２に取付けられている。このピストン部材３３の往復動によって、複数のボール３４は筒状部３１の側面から出退する。

　具体的には、ピストン部材３３は、第２筒状部３１の挿通穴に挿入されるロッド３３ａと、筒状部３１に突出するロッド３３ａの先端（図の下端）に固着されるカム部３３ｂとを有している。このカム部３３ｂの側面はボール３４に当接し、ボール３４の筒状部３１の内側への移動が規制される。

　上記カム部３３ｂは、ピストン部材３３が上端に位置する際にボール３４の外面が筒状部３１の外面より内側に移動を許容し、ボール３４の筒状部３１の内側に脱落することを防止している。

　また、カム部３３ｂの側面は、図の下方に従って内側に傾斜した傾斜面とされており、ピストン部材３３の下方への移動によってボール３４が筒状部３１の外側に押し出され、ボール３４と被係止部２２との係止状態が得られる。ここで、カム部３３ｂは、傾斜角の異なる二つの傾斜面を有している。筒状部３１の二つの傾斜面と、筒状部３１の軸方向とのなす角度は、図の下方の傾斜面の方が大きく、続く上方の傾斜面の方が小さい。ピストン部材３３が上端に位置した状態（図２参照）からピストン部材３３が下方に移動することで、上記傾斜の大きな面がボール３４を外側に押し出し、その後、ピストン部材３３が下端に至ると、上記傾斜の小さな面がボール３４の筒状部３１の内側への移動を規制している（図１参照）。

　ツールプレート２は、差込凹部２１に筒状部３１を差し込んだ状態で複数のボール３４がロッド３３ａの中心軸から垂直方向に外側へ押し出されることで複数のボール３４と接する被係止部２２を有している。つまり、本実施形態において、係止部は、ピストン部材３３の往復動によって筒状部３１の側面より出退可能に保持される複数のボール３４から構成され、被係止部２２は、筒状部３１を差込凹部２１に差し込んだ状態で進出した上記ボール３４により係止されるよう構成されている。

　被係止部２２は、プレート本体３２の当接面３ａ、及びツールプレート２の当接面２ａが隙間をもって対向している状態で上記複数のボール３４が筒状部３１の外側に進出された際に少なくとも１つのボール３４に当接する天面２２ａを有する。この天面２２ａは、当接するボール３４をさらに外側に進出させた際に当接面２ａ，３ａが互いに当接するよう設けられている。具体的には、差込凹部２１の径が、図の上方よりも下方に従って大きくなるように天面２２ａが傾斜して形成されている。より具体的に説明すると、筒状部３１が差込凹部２１に差し込まれ、当接面２ａ，３ａ同士が所定の隙間をもって配された状態で、ピストン部材３３の移動によってボール３４が外側に押し出された際に天面２２ａとボール３４とが当接し、この状態からさらにボール３４が外側に出ることで、天面２２ａに沿ってボール３４が移動し、相対的にツールプレート２がマスタプレート３側に引き寄せられ、図１に示すツールプレート２の連結状態が得られる。

　マスタプレート３は、シリンダ室３５の上側シリンダ室３５ａに少なくとも一部が突出することでピストン部材３３の往復動を規制するロックピン４を有する。具体的には、第１筒状体３２ａに上記ロックピン４が出退可能なピン挿通穴３８が、ピストン部材３３の軸と垂直方向に穿設されている。ロックピン４は、ピン挿通穴３８から少なくとも一部を突出することでシリンダ室３５内でのピストン部材３３の往復動を規制する。

　ロックピン４の形状としては、特に限定されるものでなく、角柱状、円柱状等とすることができるが、円柱状とすることが好ましい。このようにすることで、ロックピン４の成形やピン挿通穴３８の加工を容易にすることができる。ロックピン４の材質としては、特に限定されるものではなく、鉄、アルミニウム、ステンレス等を採用することができる。

　ロックピン４が、シリンダ室３５に少なくとも一部が突出することでマスタプレート３がツールプレート２との連結状態を維持することが好ましい。換言すれば、ロックピン４がシリンダ室３５内に突出することでマスタプレート３とツールプレート２とが分離不可能にされることが好ましい。本実施形態では、ピストン部材３３がツールプレート２側に移動してマスタプレート３とツールプレート２とが連結状態にあるときに上側シリンダ室３５ａにロックピン４が突出し、ピストン部材３３の移動を規制してマスタプレート３とツールプレート２との連結状態を維持している。具体的には、ロックピン４は、ツールプレート２側に移動したピストン部材３３の上部側に突出し、ピストン部材３３がツールプレート２側と反対側に移動することを規制してマスタプレート３とツールプレート２との分離が不可能になるようにしている。

　ロックピン４が、シリンダ室３５への上記流体の供給が停止することによりシリンダ室に突出することが好ましい。上述したように、上側シリンダ室３５ａに流体を供給し、下側シリンダ３５ｂ内の流体を排出することでピストン部材３３がツールプレート２側に移動してマスタプレート３とツールプレート２とが連結状態になる。また、上側シリンダ室３５ａ内の流体を排出し、下側シリンダ３５ｂに流体を供給することでピストン部材３３がマスタプレート３側に移動してマスタプレート３とツールプレート２とが分離する。ここで、マスタプレート３とツールプレート２とが連結状態にあるときに上記流体の供給が停止し、上側シリンダ室３５ａ内の上記流体による圧力が所定圧以下になると、ツールプレート２の重量によって相対的にピストン部材３３がマスタプレート３側（離脱する側）に移動してツールプレート２が脱落するおそれがある。ロックピン４が、上側シリンダ室３５ａへの上記流体の供給が停止して上記圧力が低下すると上側シリンダ室３５ａ内に突出することでピストン部材３３が上記離脱する側に移動することが規制され、ツールプレート２がマスタプレート３から分離することを抑制できる。

　マスタプレート３が、ロックピン４を収容するケーシング５を含み、ケーシング５が、ロックピン４を収容するピン収容室５１と、ピン収容室５１に流体を供給するピン用流通路５２と、ロックピン４を上記シリンダ室側に押圧する弾性部材５３とを有することが好ましい。

　ケーシング５は、マスタプレート３と一体に形成されてマスタプレート３の一部としてもよいし、マスタプレート３と別体に形成したものをマスタプレート３に配設してもよい。ケーシング５には、ロックピン４を往復動可能に収容するピン収容室５１と、流体供給装置に接続する開口部とピン収容室５１とを連通するピン用流通路５２とが形成されている。また、ケーシング５は、ロックピン４の往復動と共に伸縮し、ロックピン４を上記シリンダ室側に押圧する弾性部材５３をピン収容室５１に有する。

　ピン収容室５１は、ロックピン４が円柱状に形成されている場合において、ケーシング５内でピストン部材３３の軸と垂直方向に円筒状に穿設され、外方に向けて開口する一端を蓋５５で封止して形成される。ピン収容室５１は、ロックピン４及び後述する弾性部材５３を収容する。ケーシング５は、ピン収容室５１とマスタプレート３に形成されるピン挿通穴３８とを連通する連通孔５４を有する。ピン挿通穴３８の径と連通孔５４の径とを同一にしてピン挿通穴３８の内周面と連通孔５４の内周面とが面一になるように形成されることが好ましい。また、ピン挿通穴３８及び連通孔５４の径に対してピン収容室５１の径を大きくすることが好ましい。すなわち、ロックピン４が、シリンダ室３５に突出する側の部分（以下、「先端部」という）の径が小さく、ピン収容室５１に収容される側の部分（以下、「底部」という）の径が大きく形成される略凸状体であることが好ましい。このようにすることで、ロックピン４がシリンダ室３５に突出する量（長さ）を容易に調整することができる。

　ロックピン４の底部側の外周面に凹部４ａを形成し、この凹部４ａにＯリング等のシール部材を配設することが好ましい。また、ロックピン４の底部でピン収容室５１の側壁と接する側の端面（先端部を有する側の端面）に円周状に凹部４ｂを形成し、この凹部４ｂにシール部材を配設することが好ましい。さらに、連接穴５４の内周面に凹部を形成し、この凹部にシール部材を配設することが好ましい。このようにすることで、ピン収容室５１の密閉性を向上することができる。

　ピン用流通路５２は、流体供給装置に接続する開口部とピン収容室５１とを連通する。すなわち、ピン用流通路５２の一方の端部は、ケーシング５の外方に向けて開口しており、上記流体供給装置との接続に用いられる。ピン用流通路５２の他方の端部は、ピン収容室５１で開口している。ピン用流通路５２の上記他方の端部は、少なくとも一部がピン収容室５１のシリンダ室３５側の側壁で開口している。このようにすることで、ピン用流通路５２に流体を供給してロックピン４をピン収容室５１のシリンダ室３５側と反対側（図右側）に移動させ、ロックピン４の先端部のシリンダ室３５への突出を規制することができる。

　弾性部材５３は、ロックピン４と共にピン収容室５１に収容される。本実施形態では、弾性部材５３は、ロックピン４と蓋５５との間に配設される。弾性部材５３としては、伸縮自在であり、無負荷状態で伸長するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、コイルスプリングとすることができる。弾性部材５３は、ピン収容室５１に上記流体が供給されると圧力を受けたロックピン４の底部によって押圧されて縮小し、上記流体の供給が停止すると伸長してロックピン４をシリンダ室３５側に押し出す。

　ロックピン４が、ピン収容室５１への流体の供給によりシリンダ室３５への突出が規制されることが好ましい。すなわち、ピン収容室５１への流体の供給が停止してシリンダ室３５内の圧力が低下するとロックピン４がシリンダ室３５に突出する。具体的には、上記流体供給装置からの流体の供給が正常に行われているとロックピン４がシリンダ室３５に突出することなく、マスタプレート３はツールプレート２の着脱を自在に行うことができる。一方で、上記流体供給装置のトラブル、上記流体供給装置から当該ツール交換装置までの間に配設される配管からの上記流体の漏れ等の障害によりピン収容室５１への流体の供給が十分にできなくなるとロックピン４がシリンダ室３５に突出して連結状態にある上記マスタプレート３は上記ツールプレート２との連結状態を維持して分離不可能となる。このようにすることで、上記流体の供給が正常に行うことができなくなった際の安全性を担保することができる。

　シリンダ室３５に流体を供給する流体供給装置と、ピン収容室５１に流体を供給する流体供給装置とが、共通する一の流体供給装置であることが好ましい。換言すれば、一の流体供給装置が、シリンダ室３５とピン収容室５１とに流体を供給することが好ましい。このようにすることで、当該ツール交換装置を作動するシステムの構成を簡易なものとすることができる。

　一の流体供給装置が、シリンダ室３５とピン収容室５１とに流体を供給する構成としては、例えば以下のようにすることができる。上述のように、マスタプレート３のプレート本体３２には、上側シリンダ室３５ａの流体を出入する第１流通路と、下側シリンダ室３５ｂの流体を出入する第２流通路とを含み、この第１流通路及び第２流通路は、流体供給装置に電磁弁を介して接続されている。上記電磁弁を切り替えることで、上記第１流通路及び第２流通路の一方に流体が供給され、他方からは流体が排出される。上側シリンダ室３５ａと下側シリンダ室３５ｂとの圧力差によってピストン部材３３はシリンダ室３５内を往復動する。以下、上記流体供給装置から上記電磁弁までの流体用配管を主配管、上記電磁弁から上記第１流通路までの流体用配管を第１配管、及び上記電磁弁から上記第２流通路までの流体用配管を第２配管とする。

　ピン収容室５１に流体を供給する配管（以下、「ピン用配管」という）は、一端が上記電磁弁より上流側で主配管に接続され、他端がケーシング５のピン用流通路５２に接続される。上記主配管とピン用配管との接続は、電磁弁等を用いずに分岐されているのみである。このようにすることで、マスタプレート３とツールプレート２とが連結状態にあるときに、上記障害によりシリンダ室３５への流体の供給が十分にできなくなると同時にピン収容室５１への流体の供給も十分にできなくなる。シリンダ室３５への流体の供給が不十分になりシリンダ室３５内の圧力が低下してマスタプレート３がツールプレート２との連結状態を維持できなくなると同時に、ロックピン４がシリンダ室３５に突出してビストン部材３３の移動を規制する。このため、ビストン部材３３は、マスタプレート３がツールプレート２と連結する位置に留められる。このようにしてツールプレート２がマスタプレート３から分離することを抑制することができる。

　シリンダ室３５に流体を供給する流体供給装置と、ピン収容室５１に流体を供給する他の流体供給装置とを配置する場合は、シリンダ室３５内の圧力を検知する圧力計を当該ツール交換装置１に配設し、上記圧力計の測定値が所定値以下になると上記他の流体供給装置が流体の供給を停止するように構成することができる。

〈動作方法〉
　次に、当該ツール交換装置の動作方法について説明する。

　当該ツール交換装置は、プレート本体３２の当接面３ａとツールプレート２の当接面２ａとが隙間をもって対面した状態で、上側シリンダ室３５ａに流体を供給する。

　上側シリンダ室３５ａに流体が供給されると、ボール３４が筒状部３１の外側に移動し、天面２２ａを押圧することでツールプレート２がマスタプレート３側に引き寄せられ、当接面２ａ、３ａが当接し、ツールプレート２とマスタプレート３との連結状態が得られる。

　この連結状態において、シリンダ室３５への上記流体の供給が十分であると、同時にピン収容室５１への流体の供給も十分であるため、ロックピン４はシリンダ室３５内に突出することがない。一方、シリンダ室３５への上記流体の供給が不十分になると、同時にピン収容室５１への流体の供給も不十分となるため、ロックピン４はシリンダ室３５内に突出してピストン部材３３の移動を規制する。このため、当該ツール交換装置は、上記流体の供給が不十分となってもマスタプレート３とツールプレート２との連結が不十分となって分離することを抑制することができる。

〈利点〉
　以上のように、当該ツール交換装置１はロックピン４を備えることで、作業中の流体の供給が十分にできなくなり、又は作業終了後に流体供給装置を停止した場合においてマスタプレート３とツールプレート２との連結が不十分となることを抑制できる。

　さらに、当該ツール交換装置１は、ロックピン４がシリンダ室３５に突出することでマスタプレート３とツールプレート２との連結状態を維持することができるので、ツールプレート２が不用意に分離して落下等することを抑制でき、ツールプレート２及びツールプレート２に装着されている工具の破損を抑制できると共に、作業者の安全性を向上することができる。

〈その他の実施形態〉
　本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。

　つまり、上記実施形態においては、ピストン部材３３の往復動によってマスタプレート３とツールプレート２とが着脱可能とされるものについて説明したが、マスタプレート３とツールプレート２とが回動するカムによって着脱可能であり、ロックピン４が上記カムの回動を規制するものであってもよい。

　また、上記実施形態においては、ピストン部材３３がエアの加圧によって往復動行うものについて説明したが、その他の流体を用いることも可能である。さらに、ツールプレート２の連結状態をシリンダ室３５の加圧によって得るものについて説明したが、本発明はこれに限定されず、シリンダ室３５が負圧になることでツールプレート２の連結状態が得られるよう設計変更することも可能である。

　さらに、上記実施形態においては、ピストン部材３３がツールプレート２側に位置するときにマスタプレート３とツールプレート２との連結状態が得られる構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ピストン部材がツールプレート側に位置するときにツールプレートの離脱状態（係止部と被係止部との脱状態）となり、ピストン部材がツールプレートから離反する側に移動することでツールプレートの着状態（係止部と被係止部との係止状態）となるものも本発明の意図する範囲内である。

　上記実施形態にあっては、筒状部が略円筒状のものについて説明したが、筒状部が角筒状等であってもよい。

　本発明のツール交換装置は、上述のようにマスタプレートへのツールプレートの不十分な連結状態でのツールによる作業を抑制することができるので、各種のツールを着脱可能に装着する各種作業に好適に用いることができる。

　　１　ツール交換装置
　　２　ツールプレート
　　２ａ　当接面（ツールプレートの上面）
　　２１　差込凹部
　　２２　被係止部
　　２２ａ　天面
　　３　マスタプレート
　　３ａ　当接面（マスタプレートの下面）
　　３１　筒状部
　　３２　プレート本体
　　３２ａ　第１筒状体
　　３２ｂ　第２筒状体
　　３３　ピストン部材
　　３３ａ　ロッド
　　３３ｂ　カム部
　　３４　ボール
　　３５　シリンダ室
　　３５ａ　上側シリンダ室
　　３５ｂ　下側シリンダ室
　　３６　鍔部
　　３７　プレート
　　３８　ピン挿通穴
　　４　ロックピン
　　４ａ，４ｂ　凹部
　　５　ケーシング
　　５１　ピン収容室
　　５２　ピン用流通路
　　５３　弾性部材
　　５４　連通孔
　　５５　蓋

Claims

　工具を装着するツールプレートと、
　上記ツールプレートを着脱可能なマスタプレートと
　を備え、
　上記マスタプレートが、
　シリンダ室と、このシリンダ室に流体を供給及び排出する流通路とが形成されたプレート本体、及び
　上記供給及び排出される流体の圧力によって上記シリンダ室内で往復動可能なピストン部材
　を有するツール交換装置であって、
　上記マスタプレートが、上記シリンダ室に少なくとも一部が突出することで上記ピストン部材の往復動を規制するロックピンを有することを特徴とするツール交換装置。
　上記ロックピンが上記ピストン部材の往復動を規制することで上記マスタプレートが上記ツールプレートとの連結状態を維持する請求項１に記載のツール交換装置。
　上記ロックピンが、上記流体の圧力が低下することにより上記シリンダ室に突出する請求項１又は請求項２に記載のツール交換装置。
　上記マスタプレートが、上記ロックピンを収容するケーシングを含み、
　上記ケーシングが、
　上記ロックピンを収容するピン収容室と、
　上記ピン収容室に流体を供給するピン用流通路と、
　上記ロックピンを上記シリンダ室側に押圧する弾性部材と
　を有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載のツール交換装置。
　上記ロックピンが、上記ピン収容室への流体の供給により上記シリンダ室への突出が規制される請求項４に記載のツール交換装置。
　上記シリンダ室に流体を供給する流体供給装置と、上記ピン収容室に流体を供給する流体供給装置とが、共通する一の流体供給装置である請求項５に記載のツール交換装置。