KR102645925B1

KR102645925B1 - 연결 장치

Info

Publication number: KR102645925B1
Application number: KR1020227008873A
Authority: KR
Inventors: 노리아키 오쿠무라
Original assignee: 가부시키가이샤 코스멕
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2020-10-08
Publication date: 2024-03-11
Also published as: EP4050224A1; WO2021079749A1; US20220362895A1; JPWO2021079749A1; KR20220047631A; CN114585818B; EP4050224B1; EP4050224A4; JP7390058B2; TW202126913A; TWI753609B; CN114585818A

Abstract

팔레트(P)의 측벽면에 기판(21)이 장착된다. 그 기판(21)으로부터 돌설되는 연결 로드(22)가, 해당 기판(21)의 표면(21a)을 따라서 이동 가능하게 되어 있다. 로봇 암(R)에 장착되는 하우징(1)에 삽통 구멍(18)이 형성되고, 그 삽통 구멍(18)에 연결 로드(22)가 삽입된다. 상기 연결 로드(22)의 축방향에 대하여 평행한 2개의 핀(23),(24)이 상기 기판(21)으로부터 돌설된다. 그 핀(23),(24)이 하우징(1)의 지지 구멍(19),(20)에 삽입된다.

Description

연결 장치

이 발명은, 제 1 블록(block)에 제 2 블록을 착탈(着脫) 가능하게 연결하는 장치에 관한 것이다.

이 종류의 제 1 블록에 제 2 블록을 착탈 가능하게 연결하는 장치에는, 종래에는, 특허문헌 1(일본국 특개2014-092180호 공보)에 기재된 것이 있다. 그 종래 기술은, 다음과 같이 구성되어 있다.

종래의 연결 장치는, 연결 대상물의 하면으로부터 아래쪽(下方)으로 돌설(突設)되는 연결 로드를 연결 장치의 하우징에 착탈 가능하게 연결하는 것이 있다. 그 하우징의 실린더 구멍 내에 통 모양(筒狀)의 가이드 슬리브(guide sleeve)가, 좌우방향으로 이동 가능함과 함께, 상하방향(축방향)으로의 이동이 제한되도록 삽입된다. 그 가이드 슬리브의 통벽(筒壁)에 복수의 계합 볼(engagement ball)이 통공(筒孔)의 반경방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 그 가이드 슬리브의 통공이, 하우징의 상벽(上壁)에 형성되는 가이드 구멍에 연통(連通)된다. 그 가이드 슬리브의 외측에 통 모양의 전환 슬리브(switch sleeve)가 상기 반경방향으로 이동 가능하게 바깥으로 끼워진다(外嵌). 그 전환 슬리브의 내주벽(內周壁)에는, 계합 볼을 반경방향의 안쪽(內方)으로 밀어내는(押出) 쐐기면(wedge surface)이 형성된다. 그 전환 슬리브를 상하방향으로 이동시키는 피스톤이, 해당 전환 슬리브의 외주면(外周面)과 하우징의 실린더 구멍과의 사이에 보밀상(保密狀, 밀봉 상태)으로 상하방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 그리고 연결 장치가 연결 로드(rod)를 연결할 때에는, 연결 로드를 가이드 구멍으로부터 가이드 슬리브의 통공에 삽입한 후에, 피스톤을 아래쪽으로 이동시킨다. 그러면, 전환 슬리브가 계합 볼을 반경방향의 안쪽으로 이동시켜, 연결 로드의 선단부(先端部)에 형성된 계지부(engaged portion)에 계합 볼을 계합시킨다. 이에 따라, 연결 장치가 연결 로드를 연결한다.

특허문헌 1 : 일본국 특개2014-092180호 공보

상기 종래의 연결 장치에서는, 연결 로드의 축심(軸心)이 가이드 구멍의 축심에 대하여 어긋나 있어도, 가이드 슬리브와 전환 슬리브가 피스톤에 대해서 반경방향으로 이동하여 정렬 불량을 해소할 수 있는 점에서 뛰어나다. 이러한 종래의 연결 장치를 제 1 블록의 측벽에 횡방향으로 설치하는 등 하여, 연결 로드를 포함하는 연결 대상물(중량물)의 자중(自重, 자체 무게)에 의한 응력이 연결 로드를 통해서 연결 장치에 작용하는 상황에서 사용하는 것은 상정(想定)되어 있지 않다. 만약, 횡치(橫置) 상태에서 연결 장치가 사용되었을 경우에는, 그 연결 대상물에 의한 하중(荷重)이 작용하는 연결 로드가, 전환 슬리브의 통공(筒孔) 내에서 가이드 슬리브나 계합 볼을 일방향으로 강력하게 밀거나 회전시키거나 한다. 이에 따라, 복수의 계합 볼 중 일부의 계합 볼과, 로드의 계지부와의 사이에 간극이 발생하여, 복수의 계합 볼 중 다른 계합 볼에만 하중이 작용한다. 그 결과, 피스톤의 구동력을 계합 볼을 통해서 연결 로드에 전달하는 힘이 약해진다.

본 발명의 목적은, 연결 장치에 축심과 교차하는 방향으로 외력이 작용해도, 강력하게 연결할 수 있는 연결 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 예를 들면, 도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 블록(R)과 제 2 블록(P)을 착탈(着脫) 가능하게 연결하는 연결 장치를 다음과 같이 구성하였다.

상기 제 1 블록(R)에 장착되는 하우징(1)에 실린더 구멍(2)이 형성된다. 상기 실린더 구멍(2)에 출력 부재(5)가 축방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 상기 실린더 구멍(2)의 반경방향으로 이동 가능하게 되는 복수의 계합(係合, engagement) 부재(16, 38)가, 상기 하우징(1) 또는 상기 출력 부재(5)에 지지된다. 그 계합 부재(16, 38)가 상기 출력 부재(5)의 상기 축방향으로의 이동에 의해 상기 반경방향의 안쪽으로 이동된다. 상기 하우징(1)의 선단면(先端面)에 삽통(揷通, insertion) 구멍(18)이 개구(開口)된다. 상기 삽통 구멍(18)의 축방향에 대하여 평행하게 되도록, 적어도 하나의 지지 구멍(19, 20)이 하우징(1)에 형성된다. 상기 제 2 블록(P)의 측벽면(側壁面)에 장착되는 기판(21)으로부터 돌설(突設, 돌출 설치)되는 연결 로드(22)가, 해당 기판(21)의 표면(21a)을 따라서 이동 가능하게 되어 있다. 그 연결 로드(22)가 상기 삽통 구멍(18)에 삽입 가능하게 되어 있다. 상기 계합 부재(16, 38)에 당접(當接, 접촉) 가능하게 이루어지는 계지부(engaged portion)(34)가, 상기 연결 로드(22)의 외주벽(外周壁)에 둘레방향으로 형성된다. 상기 연결 로드(22)의 축방향에 대하여 평행하게 되도록, 적어도 하나의 지지 부재(23, 24)가, 상기 기판(21)으로부터 돌설된다. 그 지지 부재(23, 24)가 상기 지지 구멍(19, 20)에 삽입된다.

상기 본 발명은 다음의 작용효과를 나타낸다.

상기 연결 장치의 기판으로부터 지지 부재가 돌설됨과 함께, 연결 로드가 기판의 표면을 따라서 이동 가능하게 돌설된다. 이에 따라, 예를 들면 횡치 상태에서 연결 장치가 사용되었을 경우, 제 2 블록의 자중에 의한 연직 하향(鉛直下向)의 하중 등은, 지지 부재에 의해 받아들여짐(受止)과 함께, 연결 로드를 기판의 표면을 따라 이동시킴으로써 연결 로드에 작용하지 않도록 하고 있다. 그 결과, 제 2 블록에 어떤 외력이 작용하는 경우라도, 출력 부재의 구동력을, 볼을 통해서 연결 로드에 확실하게 전달할 수 있다.

상기 연결 장치는, 하기(下記) (1) 내지 (5)의 구성을 구비하는 것이 바람직하다.

(1) 예를 들면, 도 1 내지 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 하우징(1)의 선단벽(1b)으로부터 통 모양의 지지 부재(14)가 상기 실린더 구멍(2) 내에 상기 축방향의 기단측(基端側)을 향해서 돌설된다. 상기 지지 부재(14)의 통벽(筒壁)에 안내 구멍(15)이 상기 실린더 구멍(2)의 반경방향으로 관통된다. 상기 안내 구멍(15)에 상기 계합 부재(16)가 상기 반경방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 상기 계합 부재(16)에 당접 가능하게 되어 있는 쐐기부(wedge portion)(17)가, 상기 출력 부재(5)의 내주벽(內周壁)에 형성된다. 상기 지지 부재(14)의 통공(筒孔)에 의해 형성되는 상기 삽통 구멍(18)이, 상기 하우징(1)의 선단면에 개구된다.

이 구성에 따르면, 출력 부재의 구동력을, 볼을 통해서 연결 로드에 확실하게 전달할 수 있다.

(2) 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 출력 부재(5)의 일부가 통 모양(筒狀)으로 형성되고, 상기 출력 부재(5)의 통벽(筒壁)에 안내 구멍(37)이 상기 실린더 구멍(2)의 반경방향으로 관통된다. 상기 안내 구멍(37)에 상기 계합 부재(38)가 상기 반경방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 상기 계합 부재(38)에 당접 가능하게 되어 있는 쐐기부(39)가, 상기 실린더 구멍(2)의 내주벽에 형성된다.

(3) 예를 들면, 도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 지지 부재(23, 24)는, 상기 연결 로드(22)를 사이에 두고, 각각, 상기 기판(21)으로부터 돌설되는 제 1 지지 부재(23)와 제 2 지지 부재(24)를 가진다. 상기 지지 구멍(19, 20)은, 상기 제 1 지지 부재(23)가 삽입되는 구멍 형상이 원형인 제 1 지지 구멍(19)과, 상기 제 2 지지 부재(24)가 삽입되는 구멍 형상이 원형인 제 2 지지 구멍(20)을 가진다. 상기 제 1 지지 부재(23)는, 외주벽이 원기둥 모양으로 형성되며, 상기 제 2 지지 부재(24)는, 상기 제 1 지지 부재(23)와 상기 제 2 지지 부재(24)를 잇는 방향에 교차하는 방향에서, 원기둥 모양의 외주벽의 양측에 돌기부(24a)가 마련된다.

이 구성에 따르면, 제 1 지지 구멍과 제 2 지지 구멍 사이의 피치 사이 치수와, 제 1 지지 부재와 제 2 지지 부재 사이의 피치 사이 치수와의 사이에 오차가 있는 경우라도, 제 2 지지 구멍 내에서 제 2 지지 부재가, 제 1 지지 부재와 제 2 지지 부재를 잇는 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 횡치 상태에서 연결 장치가 사용되었을 경우에는, 제 2 블록에 작용하는 연직방향의 하중은 상기 돌기부와 제 2 지지 구멍을 통해서 제 1 블록에 받아들여진다.

(4) 상기 지지 부재(23, 24)는, 상기 연결 로드(22)를 사이에 두고, 각각, 상기 기판(21)으로부터 돌설되는 제 1 지지 부재(23)와 제 2 지지 부재(24)를 가진다. 상기 지지 구멍(19, 20)은, 상기 제 1 지지 부재(23)가 삽입되는 구멍 형상이 원형인 제 1 지지 구멍(19)과, 상기 제 2 지지 부재(24)가 삽입되는 구멍 형상이 원형인 제 2 지지 구멍(20)을 가진다. 상기 제 1 지지 부재(23)는, 외주벽이 원기둥 모양으로 형성된다. 상기 제 2 지지 부재(24)는, 상기 제 1 지지 부재(23)와 상기 제 2 지지 부재(24)를 잇는 방향에 교차하는 방향이 장축(長軸)이 된 타원기둥 모양으로 형성된다.

이 구성에 따르면, 제 1 지지 구멍과 제 2 지지 구멍 사이의 피치 사이 치수와, 제 1 지지 부재와 제 2 지지 부재 사이의 피치 사이 치수와의 사이에 오차가 있는 경우라도, 제 2 지지 구멍 내에서 제 2 지지 부재가, 제 1 지지 부재와 제 2 지지 부재를 잇는 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 횡치 상태에서 연결 장치가 사용되었을 경우에는, 제 2 블록에 작용하는 연직방향의 하중은 타원기둥 모양의 제 2 지지 부재와 제 2 지지 구멍을 통해서 제 1 블록에 받아들여진다.

(5) 상기 지지 부재(23, 24)는, 상기 연결 로드(22)를 사이에 두고, 각각, 상기 기판(21)으로부터 돌설되는 제 1 지지 부재(23)와 제 2 지지 부재(24)를 가진다. 상기 지지 구멍(19, 20)은, 상기 제 1 지지 부재(23)가 삽입되는 구멍 형상이 원형인 제 1 지지 구멍(19)과, 상기 제 2 지지 부재(24)가 삽입되는 제 2 지지 구멍(20)으로서, 상기 제 1 지지 구멍(19)과 제 2 지지 구멍(20)을 잇는 방향이 장축이 된 장공(長孔) 형상의 제 2 지지 구멍(20)을 가진다. 상기 제 1 지지 부재(23) 및 상기 제 2 지지 부재(24)는, 모두, 외주벽이 원기둥 모양으로 형성된다.

이 구성에 따르면, 제 1 지지 구멍과 제 2 지지 구멍 사이의 피치 사이 치수와, 제 1 지지 부재와 제 2 지지 부재 사이의 피치 사이 치수와의 사이에 오차가 있는 경우라도, 제 2 지지 구멍 내에서 제 2 지지 부재가, 제 1 지지 구멍과 제 2 지지 구멍을 잇는 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 횡치 상태에서 연결 장치를 사용되었을 경우에는, 제 2 블록에 작용하는 연직방향의 하중은 제 2 지지 부재와 타원 형상의 제 2 지지 구멍을 통해서 제 1 블록에 받아들여진다.

본 발명에 따르면, 연결 장치에 축심과 교차하는 방향으로 외력이 작용해도, 강력하게 연결할 수 있는 연결 장치를 제공할 수 있다.

[도 1] 도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내며, 로봇 암과 팔레트가 이탈된 상태를 나타내는 평면시(平面視)의 단면도(평단면도)이다.
[도 2] 도 2는, 상기 연결 장치의 릴리스 상태를 나타내는 평면시의 단면도(평단면도)이며, 도 1에 유사한 도면이다.
[도 3] 도 3은, 상기 연결 장치의 로크 상태를 나타내는 평면시의 단면도(평단면도)이며, 도 1에 유사한 도면이다.
[도 4] 도 4는, 도 3 내의 3A-3A 화살표 단면도로서, 연결 장치의 일부를 정면에서 본 도면이다.
[도 5] 도 5는, 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내며, 도 3에 유사한 도면이다.

도 1 내지 도 3은, 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내고 있다. 이 실시형태에서는, 다관절 로봇(articulated robot)의 로봇 암(R)의 선단부에 장착되는 연결 장치를 예시하고 있다. 그 연결 장치는, 로봇 암(R)의 선단부에 팔레트(pallet)(P)를 착탈 가능하게 연결시키는 것이다. 우선, 도 1에 따라, 연결 장치의 구조를 설명한다. 또한, 이하의 설명에서의 좌우의 방향은, 도면에서의 좌우의 방향이다.

상기 로봇 암(R)(제 1 블록)의 좌단부(左端部)(선단부)에 연결 장치의 하우징(1)이 좌우방향으로 장착된다. 그 하우징(1) 내에 실린더 구멍(2)이 좌우방향으로 형성된다. 그 실린더 구멍(2)은, 우측에서부터 차례로 형성되는 대경(大徑. 큰 지름) 구멍(3)과 소경(小徑, 작은 지름) 구멍(4)을 가진다. 대경 구멍(3)에 출력 부재(5)의 피스톤부(6)가 보밀상(保密狀, 밀봉 상태)으로 좌우방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 소경 구멍(4)에 출력 부재(5)의 조작부(7)가 보밀상으로 삽입된다. 출력 부재(5)의 우측에는 로크실(lock chamber)(8)이 형성됨과 함께, 대경 구멍(3)과 조작부(7) 사이에 릴리스실(release chamber)(9)이 형성된다. 로크실(8)에 압축 에어를 공급 및 배출하는 급배로(給排路)(10)가 하우징(1)에 형성된다. 또한, 릴리스실(9)에 압축 에어를 공급 및 배출하는 다른 급배로(11)가 하우징(1)에 형성된다. 그 출력 부재(5)의 우부(右部, 오른쪽 부분)에 장착 구멍(12)이 형성되고, 그 장착 구멍(12)에 보지(保持, holding) 스프링(13)이 장착된다. 그 보지 스프링(13)이 하우징(1)의 우벽(右壁, 오른쪽 벽)(기단벽(基端壁))(1a)에 대해 출력 부재(5)를 왼쪽(左方)으로 부세(付勢)한다.

상기 연결 장치에서는, 하우징(1)의 좌벽(선단벽)(1b)으로부터 통 모양의 지지 부재(14)가 실린더 구멍(2) 내에 오른쪽(右方)으로 돌설된다. 그 지지 부재(14)의 통벽에 안내 구멍(15)이 반경방향을 향해서 3개 관통하도록 형성되어 있다(도 1 내지 도 3에는, 3개 중 1개의 안내 구멍(15)을 나타낸다). 각 안내 구멍(15)에 볼(계합 부재)(16)이 반경방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 또한, 출력 부재(5)의 조작부(7)의 내주면이 실린더 구멍(2)의 축방향의 왼쪽을 향함에 따라 반경방향의 바깥쪽(外方)으로 넓어지도록 형성된다. 그 내주벽에 형성되는 쐐기면(쐐기부)(17)에, 볼(16)이 당접 가능하게 되어 있다.

상기 지지 부재(14)의 통공에 의해서 구성되는 삽통 구멍(18)이, 하우징(1)의 좌벽(左壁, 왼쪽 벽)(1b)에 형성된다. 삽통 구멍(18)이 지지 부재(14)의 통공을 통해서 실린더 구멍(2)에 연통된다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 삽통 구멍(18)을 사이에 두고 양측에 지지 구멍(19, 20)이 소정 간격을 두고 삽통 구멍(18)의 축방향에 대하여 평행하게 되도록 형성된다.

상기 팔레트(제 2 블록)(P)의 우벽면(右壁面)에 장착되는 기판(21)으로부터 연결 로드(22)와 2개의 핀(지지 부재)(23, 24)이 평행하게 되도록 오른쪽(수평방향)으로 돌설된다. 기판(21)에 관통 구멍이 좌우방향으로 형성되며, 그 관통 구멍에 연결 로드(22)가 삽입된다. 그 관통 구멍은, 좌측에서부터 차례로 형성되는 대경 구멍(26)과 그 대경 구멍(26)보다 작은 지름의 소경 구멍(27)을 가진다. 또한, 연결 로드(22)는, 왼쪽에서부터 차례로 형성되는 기단부(基端部)(28)와 선단부(先端部)(29)를 가진다. 그 기단부(28)는, 관통 구멍의 대경 구멍(26)에 삽입되는 대경부(30)와, 관통 구멍의 소경 구멍(27)에 삽입되는 소경부(31)를 가지고 있다. 여기서, 대경 구멍(26)의 직경 치수는, 대경부(30)의 직경 치수보다 크게 설정되며, 소경 구멍(27)의 직경 치수는, 소경부(31)보다도 크게 설정되어 있다. 그리고 소경 구멍(27)의 직경 치수가 대경부(30)보다도 작게 설정된다. 이 때문에, 연결 로드(22)는, 기판(21)의 오른쪽 면(표면)(21a)을 따라 이동 가능하게 됨과 함께, 관통 구멍으로부터 우측으로 나오지(拔出) 않도록 되어 있다. 또한, 소경 구멍(27)의 깊이 치수는, 소경부(31)의 좌우방향의 치수보다도 감합 간극(clearance for fitting) 정도 약간 크게 되어 있다. 이 때문에, 선단부(29)의 좌단면(左端面)과 대경부(30)의 우단면에 의해 소경 구멍(27)의 주벽(周壁, 둘레벽)이 끼워 넣어져 있다.

상기 핀(23, 24)은, 연결 로드(22)를 사이에 두고 그 양측에 해당 연결 로드(22)의 축방향과 평행하도록 오른쪽(수평방향)으로 돌설되며, 기판(21)의 좌측으로부터 나사 고정된다. 각 핀(23, 24)의 돌출 길이는, 연결 로드(22)보다도 짧게 설정되어 있다. 그 핀(23, 24)의 선단부는, 구면(球面) 모양으로 형성되어 있다.

그 핀(23)(제 1 지지 부재)은, 그 외주벽이 원기둥 모양으로 형성되고, 지지 구멍(19)(제 1 지지 구멍)에 감합 간극을 두고 삽입된다. 이에 대하여, 핀(24)(제 2 지지 부재)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 외주벽의 상부와 하부에 돌기부(24a)가 해당 핀(24)의 반경방향으로 돌설되고, 그 2개의 돌기부(24a) 사이에 릴리프부(relief portion, 逃部)(24b)가 형성된다. 즉, 핀(24)은, 핀(23)과 핀(24)을 잇는 방향에 대하여 교차하는 방향(본 실시형태에서는 직교(直交)하는 방향)에서, 원기둥 모양의 외주벽의 양측에 돌기부(24a)가 마련된다. 지지 구멍(19, 20)은, 모두, 구멍 형상(구멍의 단면(斷面) 형상)이 원형인 구멍이다. 이 때문에, 지지 구멍(19)과 지지 구멍(20) 사이의 피치 사이 치수와, 핀(23)과 핀(24) 사이의 피치 사이 치수와의 사이에 오차가 있는 경우라도, 지지 구멍(20) 내에서 핀(24)이 수평방향으로 이동할 수 있다. 또한, 제 2 블록(P)에 작용하는 연직방향의 하중은 돌기부(24a)와 지지 구멍(20)을 통해 제 1 블록(R)에 받아들여진다.

또한, 핀(24)의 외주벽에 돌기부(24a)와 릴리프부(24b)를 마련하는 것 대신에, 핀(24)을, 핀(23)과 핀(24)을 잇는 방향에 대하여 교차하는 방향(예를 들면 직교하는 방향)이 장축(長軸)이 된 타원기둥 모양으로 형성해도 된다. 타원(oval)(타원 형상)에는, 타원 형상(elliptical shape), 장원 형상(oblong or elongated circular shape), 및 달걀 형상(ovoid shape)이 포함된다. 타원기둥 모양(oval prism shape)이란, 단면(斷面)이, 타원 형상, 장원 형상, 또는 달걀 형상인 기둥 모양의 것을 말한다. 이 경우, 핀(23)은, 상기와 동일하게, 그 외주벽이 원기둥 모양으로 형성된다. 지지 구멍(19, 20)도, 모두, 구멍 형상(구멍의 단면 형상)이 원형인 구멍이 된다.

나아가서, 핀(24)을, 핀(23)과 동일하게 원기둥 모양으로 형성함과 함께, 지지 구멍(20)을, 지지 구멍(19)과 지지 구멍(20)을 잇는 방향이 장축이 된 장공(長孔) 형상의 구멍(횡방향으로 긴 구멍)으로 형성해도 된다. 이 경우, 지지 구멍(19)은, 상기와 동일하게, 구멍 형상(구멍의 단면 형상)이 원형인 구멍이 된다.

상기 연결 로드(22)가 삽통 구멍(18)에 삽입 가능하게 되어 있다. 또한, 핀(23)이 지지 구멍(19)에 삽입 가능하게 되어 있음과 함께, 핀(24)이 지지 구멍(20)에 삽입 가능하게 되어 있다. 그 연결 로드(22)의 외주벽에 계지홈(engaged groove)(33)이 둘레방향으로 형성된다. 그 계지홈(33)의 주벽(周壁)에 계지부(34)가 왼쪽으로 향함에 따라 연결 로드(22)의 축심에 가까워지도록(소경이 되도록) 형성되며, 그 계지부(34)에 볼(16)이 계합 가능하게 되어 있다.

상기 연결 장치는, 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 다음과 같이 작동한다.

도 1에 나타내는 연결 장치의 초기 상태(릴리스 상태)에서는, 로크실(8)로부터 압축 에어가 배출됨과 함께, 릴리스실(9)에 압축 에어가 공급되고 있다. 이 때문에, 릴리스실(9)의 압축 에어의 압력에 상당하는 오른쪽으로의 압압력(押壓力)이, 보지 스프링(13)의 부세력(付勢力)에 대항하여 출력 부재(5)를 오른쪽으로 이동시키도록 출력 부재(5)에 작용하고 있다. 따라서, 볼(16)이 안내 구멍(15) 내에서 반경방향의 바깥쪽으로 이동하는 것이 허용된다.

도 1의 릴리스 상태의 로봇 암(R)을 왼쪽으로 이동시켜 가면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 하우징(1)의 삽통 구멍(18)이 팔레트(P)의 연결 로드(22)에 오른쪽으로부터 바깥으로 끼워져 감과 함께, 지지 구멍(19)이 핀(23)을, 지지 구멍(20)이 핀(24)을 바깥으로 끼워 간다.

상기 연결 장치를 도 2의 릴리스 상태로부터 도 3의 로크 상태로 로크 구동시킬 때에는, 릴리스실(9)의 압축 에어를 배출함과 함께, 로크실(8)에 압축 에어를 공급한다. 그러면, 우선, 로크실(8)의 압축 에어가 출력 부재(5)를 왼쪽으로 미는 힘과 보지 스프링(13)의 왼쪽으로의 부세력과의 합력(合力)에 의해 출력 부재(5)가 왼쪽으로 이동되어 간다. 이어서, 조작부(7)의 쐐기면(17)이 볼(16)을 반경방향의 안쪽으로 이동시켜 가고, 그 볼(16)이 연결 로드(22)의 계지부(34)에 당접된다. 계속해서, 출력 부재(5)가 볼(16)을 통해 연결 로드(22)를 오른쪽으로 끌어들여 가면, 기판(21)의 오른쪽 면(21a)이 하우징(1)의 착좌면(seating surface)(35)에 밀어 붙여진다(押付). 이에 따라, 연결 장치는, 도 2의 릴리스 상태로부터 도 3의 로크 상태로 전환된다.

상기 연결 장치를 도 3의 로크 상태로부터 도 2의 릴리스 상태로 릴리스 구동시킬 때에는, 로크실(8)의 압축 에어를 배출함과 함께, 릴리스실(9)에 압축 에어를 공급한다. 그러면, 우선, 릴리스실(9)의 압축 에어가 출력 부재(5)를 오른쪽으로 미는 힘이 보지 스프링(13)의 왼쪽으로의 부세력에 대항하여 출력 부재(5)를 오른쪽으로 이동시켜 간다. 이어서, 조작부(7)의 쐐기면(17)과 볼(16)과의 사이에 간극이 형성되고, 그 볼(16)의 반경방향의 바깥쪽으로의 이동이 허용된다. 이에 따라, 연결 장치는, 도 3의 로크 상태로부터 도 2의 릴리스 상태로 전환된다.

상기 실시형태는 다음의 장점을 나타낸다.

본 실시형태의 연결 장치에서는, 2개의 핀(23, 24)이 팔레트(P)의 기판(21)의 오른쪽 면(21a)으로부터 오른쪽(수평방향)으로 돌설됨과 함께, 연결 로드(22)가 기판(21)의 오른쪽 면(21a) 내에서 (오른쪽 면(21a)을 따라) 이동 가능하게 되도록 오른쪽으로 돌설된다. 이에 따라, 팔레트(P)의 자중에 의한 연직 하향의 하중은 2개의 핀(23, 24)과 지지 구멍(19, 20)을 통해 하우징(1)에 지지되며, 연결 로드(2)에는, 상기 연직 하향의 하중이 작용하지 않는다. 그 결과, 팔레트(P)에 연직방향의 외력이 작용하는 경우라도, 출력 부재(5)의 구동력이 볼(16)을 통해 연결 로드(22)에 확실하게 전달될 수 있다.

도 5는, 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내며, 상기 실시형태의 구성 부재와 동일한 부재(또는 유사한 부재)에는 원칙적으로 동일한 참조 숫자를 붙이고 설명한다.

도 5의 변형예가 상기 실시형태와 상이한 점은 다음과 같다.

도 5의 연결 장치에서는, 피스톤부(6)의 좌측에 로크실(8)이 형성되고, 피스톤부(6)의 우측에 릴리스실(9)이 형성된다.

또한, 통 모양의 조작부(7)의 통벽에 안내 구멍(37)이 실린더 구멍(2)의 반경방향을 향해서 4개 관통하도록 형성되어 있다(도 5에는, 4개 중 2개의 안내 구멍(37)을 나타낸다). 각 안내 구멍(37)에 볼(계합 부재)(38)이 반경방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 또한, 실린더 구멍(2)의 내주면이 축방향의 왼쪽(선단측)으로 향함에 따라 반경방향의 바깥쪽으로 넓어지도록 형성된다. 그 내주벽에 형성되는 쐐기면(쐐기부)(39)에, 볼(38)이 당접 가능하게 되어 있다.

또한, 실린더 구멍(2)의 좌측에 삽통 구멍(18)이 인접해서 형성되어 있다.

또한, 상기 제 1 실시형태의 연결 장치에 구비하는 장착 구멍(12)과 보지 스프링(13)과 지지 부재(14)를, 제 2 실시형태의 연결 장치는, 구비하고 있지 않다.

상기 연결 장치는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 다음과 같이 작동한다.

상기 연결 장치의 초기 상태(릴리스 상태)에서는, 로크실(8)로부터 압축 에어가 배출됨과 함께, 릴리스실(9)에 압축 에어가 공급되고 있다. 이 때문에, 릴리스실(9)의 압축 에어의 압력에 상당하는 왼쪽으로의 압압력이, 출력 부재(5)를 왼쪽으로 이동시키도록 출력 부재(5)에 작용하고 있다. 따라서, 볼(16)이 안내 구멍(15) 내에서 반경방향의 바깥쪽으로 이동하는 것이 허용된다.

상기 로봇 암(R)을 왼쪽으로 이동시켜 가면, 하우징(1)의 삽통 구멍(18)이 팔레트(P)의 연결 로드(22)에 오른쪽으로부터 바깥으로 끼워져 감과 함께, 지지 구멍(19)이 핀(23)을, 지지 구멍(20)이 핀(24)을 바깥으로 끼워 간다.

상기 연결 장치를 릴리스 상태로부터 도 5의 로크 상태로 로크 구동시킬 때에는, 릴리스실(9)의 압축 에어를 배출함과 함께, 로크실(8)에 압축 에어를 공급한다. 그러면, 우선, 로크실(8)의 압축 에어가 출력 부재(5)를 오른쪽으로 이동시켜 간다. 이어서, 조작부(7)의 안내 구멍(37)에 삽입되는 볼(38)도, 실린더 구멍(2)에 대하여 오른쪽으로 이동됨으로써, 실린더 구멍(2)의 쐐기면(39)에 의해서 볼(38)이 실린더 구멍(2)의 반경방향의 안쪽으로 이동되어 간다. 그 볼(38)이 연결 로드(22)의 계지부(34)에 당접된다. 계속해서, 출력 부재(5)가 볼(16)을 통해서 연결 로드(22)를 오른쪽으로 끌어들여 가면, 기판(21)의 오른쪽 면(21a)이 하우징(1)의 착좌면(35)에 밀어 붙여진다. 이에 따라, 연결 장치는, 릴리스 상태로부터 도 5의 로크 상태로 전환된다.

상기 연결 장치를 도 5의 로크 상태로부터 릴리스 상태로 릴리스 구동시킬 때에는, 로크실(8)의 압축 에어를 배출함과 함께, 릴리스실(9)에 압축 에어를 공급한다. 그러면, 우선, 릴리스실(9)의 압축 에어가 출력 부재(5)를 왼쪽으로 이동시켜 간다. 이어서, 실린더 구멍(2)의 쐐기면(39)과 볼(38)과의 사이에 간극이 형성되며, 그 볼(38)이 반경방향의 바깥쪽으로 이동되는 것이 허용된다. 이에 따라, 연결 장치는, 도 5의 로크 상태로부터 릴리스 상태로 전환된다.

상기 각 실시형태는 다음과 같이 변경 가능하다.

상기 제 1 블록(R)이 로봇 암인 것 대신에, 다른 반송(搬送) 장치여도 되고, 팔레트, 워크(workpiece), 금형 등이어도 된다. 또한, 제 1 블록(R)이 테이블 등의 고정대(固定臺)의 측벽이어도 된다.

상기 제 2 블록(P)이 팔레트인 것 대신에, 로봇 암이나 다른 반송 장치여도 된다.

제 1 실시형태의 연결 장치의 로크실(8)에 보지 스프링(13)을 장착하는 것 대신에, 릴리스실(9)에 릴리스 스프링을 장착하는 구성으로 하여도 된다. 또한, 구동 수단으로서의 복동식(複動式) 실린더 대신에 단동식(單動式) 실린더여도 된다. 나아가서, 예시된 공압 실린더 대신에, 유압(油壓) 실린더나 전동(電動) 액추에이터(actuator)여도 된다.

상기 기판(21)을 팔레트(P)에 나사 고정 등 함으로써 장착하는 것 대신에, 팔레트(P)의 일부에 의해 기판(2)을 구성하도록 해도 된다.

그 밖에, 당업자가 상정할 수 있는 범위에서 다양한 변경을 행할 수 있는 것은 물론이다.

R : 로봇 암(제 1 블록), P : 팔레트(제 2 블록), 1 : 하우징, 1b : 왼쪽 벽(선단벽), 2 : 실린더 구멍, 5 : 출력 부재, 14 : 지지 부재, 15 : 안내 구멍, 16 : 볼(계합 부재), 17 : 쐐기면(쐐기부), 18 : 삽통 구멍, 19 : 지지 구멍(제 1 지지 구멍), 20 : 지지 구멍(제 2 지지 구멍), 21 : 기판, 21a : 오른쪽 면(표면), 22 : 연결 로드, 23 : 핀(지지 부재, 제 1 지지 부재), 24 : 핀(지지 부재, 제 2 지지 부재), 24a : 돌기부, 37 : 안내 구멍, 38 : 볼(계합 부재), 39 : 쐐기면(쐐기부).

Claims

제 1 블록(R)과 제 2 블록(P)을 착탈(着脫) 가능하게 연결하는 연결 장치로서,
상기 제 1 블록(R)에 장착되는 하우징(1)에 형성되는 실린더 구멍(2)과,
상기 실린더 구멍(2)에 축방향으로 이동 가능하게 삽입되는 출력 부재(5)와,
상기 실린더 구멍(2)의 반경방향으로 이동 가능하게 되도록 상기 하우징(1) 또는 상기 출력 부재(5)에 지지되는 복수의 계합(係合) 부재(16, 38)로서, 상기 출력 부재(5)의 상기 축방향으로의 이동에 의해 상기 반경방향의 안쪽(內方)으로 이동되는 복수의 계합 부재(16, 38)와,
상기 하우징(1)의 선단면(先端面)에 개구(開口)되는 삽통(揷通) 구멍(18)과,
상기 삽통 구멍(18)의 축방향에 대하여 평행이 되도록 상기 하우징(1)에 형성되는 적어도 하나의 지지 구멍(19),(20)과,
상기 제 2 블록(P)의 측벽면(側壁面)에 장착되는 기판(21)으로부터 돌설(突設)됨과 함께, 해당 기판(21)의 표면(21a)을 따라서 이동 가능하게 되어 있는 연결 로드(22)로서, 상기 삽통 구멍(18)에 삽입 가능하게 되어 있는 연결 로드(22)와,
상기 계합 부재(16, 38)에 당접(當接) 가능하게 되도록 상기 연결 로드(22)의 외주벽(外周壁)에 둘레방향으로 형성되는 계지부(係止部)(34)와,
상기 연결 로드(22)의 축방향에 대하여 평행이 되도록 상기 기판(21)으로부터 돌설되는 적어도 하나의 지지 부재(23),(24)로서, 상기 지지 구멍(19),(20)에 삽입되는 지지 부재(23),(24)를 구비하는,
것을 특징으로 하는 연결 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(1)의 선단벽(先端壁)(1b)으로부터 통 모양(筒狀)의 지지 부재(14)가 상기 실린더 구멍(2) 내에 상기 축방향의 기단측(基端側)을 향해서 돌설되고,
상기 지지 부재(14)의 통벽(筒壁)에 안내 구멍(15)이 상기 실린더 구멍(2)의 반경방향으로 관통되며,
상기 안내 구멍(15)에 상기 계합 부재(16)가 상기 반경방향으로 이동 가능하게 삽입되고,
상기 계합 부재(16)에 당접 가능하게 되어 있는 쐐기부(17)가, 상기 출력 부재(5)의 내주벽(內周壁)에 형성되며,
상기 지지 부재(14)의 통공(筒孔)에 의해서 구성되는 상기 삽통 구멍(18)이, 상기 하우징(1)의 선단면에 개구되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 출력 부재(5)의 일부가 통 모양으로 형성되고, 상기 출력 부재(5)의 통벽에 안내 구멍(37)이 상기 실린더 구멍(2)의 반경방향으로 관통되며,
상기 안내 구멍(37)에 상기 계합 부재(38)가 상기 반경방향으로 이동 가능하게 삽입되고,
상기 계합 부재(38)에 당접 가능하게 되어 있는 쐐기부(39)가, 상기 실린더 구멍(2)의 내주벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재(23),(24)는, 상기 연결 로드(22)를 사이에 두고, 각각, 상기 기판(21)으로부터 돌설되는 제 1 지지 부재(23)와 제 2 지지 부재(24)를 가지며,
상기 지지 구멍(19),(20)은, 상기 제 1 지지 부재(23)가 삽입되는 구멍 형상이 원형인 제 1 지지 구멍(19)과, 상기 제 2 지지 부재(24)가 삽입되는 구멍 형상이 원형인 제 2 지지 구멍(20)을 가지고,
상기 제 1 지지 부재(23)는, 외주벽이 원기둥 모양으로 형성되며,
상기 제 2 지지 부재(24)는, 상기 제 1 지지 부재(23)와 상기 제 2 지지 부재(24)를 잇는 방향에 교차하는 방향에서, 원기둥 모양의 외주벽의 양측에 돌기부(24a)가 마련되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재(23),(24)는, 상기 연결 로드(22)를 사이에 뒤고, 각각, 상기 기판(21)으로부터 돌설되는 제 1 지지 부재(23)와 제 2 지지 부재(24)를 가지며,
상기 지지 구멍(19),(20)은, 상기 제 1 지지 부재(23)가 삽입되는 구멍 형상이 원형인 제 1 지지 구멍(19)과, 상기 제 2 지지 부재(24)가 삽입되는 구멍 형상이 원형인 제 2 지지 구멍(20)을 가지고,
상기 제 1 지지 부재(23)는, 외주벽이 원기둥 모양으로 형성되며,
상기 제 2 지지 부재(24)는, 상기 제 1 지지 부재(23)와 상기 제 2 지지 부재(24)를 잇는 방향에 교차하는 방향이 장축(長軸)이 된 타원기둥 모양(oval prism shape)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재(23),(24)는, 상기 연결 로드(22)를 사이에 두고, 각각, 상기 기판(21)으로부터 돌설되는 제 1 지지 부재(23)와 제 2 지지 부재(24)를 가지며,
상기 지지 구멍(19),(20)은, 상기 제 1 지지 부재(23)가 삽입되는 구멍 형상이 원형인 제 1 지지 구멍(19)과, 상기 제 2 지지 부재(24)가 삽입되는 제 2 지지 구멍(20)으로서, 상기 제 1 지지 구멍(19)과 제 2 지지 구멍(20)을 잇는 방향이 장축이 된 장공(長孔) 형상의 제 2 지지 구멍(20)을 가지고,
상기 제 1 지지 부재(23) 및 상기 제 2 지지 부재(24)는, 모두, 외주벽이 원기둥 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.