特開 2024-14019 キャップ取り外し装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024014019

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】キャップ取り外し装置

(51)【国際特許分類】

   B67B 7/18 20060101AFI20240125BHJP

   F16J 13/12 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

B67B7/18

F16J13/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022116555

(22)【出願日】2022-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】591257111

【氏名又は名称】サーパス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】今井 弘

【テーマコード（参考）】

3E081

3J046

【Ｆターム（参考）】

3E081AA14

3E081AB06

3E081AC04

3E081BB17

3E081BB19

3E081BB20

3E081BB29

3E081BC04

3E081BC08

3E081EE02

3E081EE05

3E081EE07

3E081FF10

3J046AA12

3J046BA01

3J046BC03

3J046BC05

3J046CA03

(57)【要約】

【課題】キャップ部をプラグから適切に取り外す作業を自動化する。
【解決手段】プラグ１０と、キャップ部５０と、キャップ部５０をプラグ１０から取り外すキャップ治具６０と、を備え、キャップ治具６０は、キャップ部５０を保持する保持部と、キャップ治具６０を把持するロボットにより把持される把持部６２と、把持部６２に取り付けられるとともに保持部をキャップ軸線Ｚｃ１に沿って移動可能に支持する支持部６３と、保持部にキャップ軸線Ｚｃ１に沿ってプラグ１０に近接する方向の付勢力を付与するスプリング６４と、保持部をキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転させる回転軸６５と、を有し、回転軸６５は、キャップ部５０を保持する保持部６１をキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転させることによりキャップ部５０をプラグ１０から取り外す液体供給装置を提供する。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体収納容器の上面に設けられる開口部に固定され、第１軸線に沿って延びる液体流路と、前記第１軸線回りに円環状に延びる溝部と、を有するプラグと、
前記溝部に挿入されるとともに前記第１軸線回りに円筒状に延びる挿入部を有し、前記液体流路を封止するキャップ部と、
前記キャップ部を前記プラグから取り外す取り外し機構と、を備え、
前記挿入部には、第１ねじ部が形成されており、
前記溝部には、前記第１ねじ部と係合する第２ねじ部が形成されており、
前記取り外し機構は、
前記キャップ部を保持する保持部と、
第２軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記取り外し機構を把持する把持機構により把持される把持部と、
前記把持部に取り付けられるとともに前記保持部を前記第２軸線に沿って移動可能に支持する支持部と、
前記第２軸線に沿って伸縮する弾性部材により形成されるとともに前記保持部に前記第２軸線に沿って前記プラグに近接する方向の付勢力を付与する付勢部と、
前記保持部を前記第２軸線回りに回転させる回転部と、を有し、
前記回転部は、前記キャップ部を保持する前記保持部を前記第２軸線回りの所定方向に回転させることにより前記キャップ部を前記プラグから取り外すキャップ取り外し装置。

【請求項2】

弾性変形可能な材料により長尺状に形成されるとともに動力機構に連結され、前記動力機構が発生する回転動力を前記回転部に伝達する伝達部を有する請求項１に記載のキャップ取り外し装置。

【請求項3】

前記弾性部材が伸長した伸長状態を検出する第１検出部と、
前記弾性部材が収縮した収縮状態を検出する第２検出部と、
前記第１検出部が前記伸長状態を検出する場合に前記動力機構から前記伝達部への前記回転動力の伝達を開始し、前記第２検出部が前記収縮状態を検出する場合に前記動力機構から前記伝達部への前記回転動力の伝達を停止するよう制御する制御部と、を備える請求項２に記載のキャップ取り外し装置。

【請求項4】

前記キャップ部は、樹脂材料により形成されており、
前記キャップ部の上面には、前記第１軸線回りに環状に形成されるとともに前記保持部を収容する収容溝と、前記収容溝の内周側に配置されるとともに前記保持部により保持される中央部と、が形成されており、
前記保持部の下面には、前記中央部を弾性力により保持するロック機構が配置された凹所が形成されており、
前記保持部は、前記凹所に収容した前記中央部を前記ロック機構により前記第２軸線回りに回転しないように保持する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のキャップ取り外し装置。

【請求項5】

前記回転部は、前記キャップ部を保持した状態で前記所定方向の逆方向に前記保持部を回転させることにより前記キャップ部を前記プラグに取り付ける請求項１に記載のキャップ取り外し装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャップ取り外し装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、液体収納容器に収納される液体を複数の供給先装置へ供給する液体供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される液体供給装置は、液体収納容器の開口部にプラグを固定し、プラグにソケットを取り付けることにより、プラグに形成される液体流路とソケットの形成される液体流路とを連結する。プラグにソケットを取り付ける際には、作業者が、ソケットが有する取付けナットに形成される雄ねじをプラグに形成される雌ねじ部に係合させる。

【0003】

特許文献１に開示される液体収納容器においては、内部に収納された液体がプラグを介して外部に流出することを防止するために、プラグの内周面に封止部を取り付けている。封止部のねじをプラグのねじに締結させることにより、封止部がプラグに固定される。液体収納容器に収納される液体を供給先装置へ供給する際には、封止部に換えてソケットが取り付けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－２０７９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

液体収納容器に収納される液体を供給先装置へ供給する際には、ソケットを取り付けるために、作業者が封止部を回転させて封止部のねじとプラグのねじとの締結を解除する必要がある。そのため、作業者の作業負担が増えるとともに危険性の高い液体を取り扱く場合には作業者が危険に晒される可能性がある。

【0006】

そこで、作業者の作業負担の増大や作業者が危険に晒されることを防止するために、封止部を保持するロボットハンドを用いて、封止部をプラグから取り外す作業を自動化することが考えられる。例えば、特許文献１に開示される封止部の位置を予め記憶しておき、記憶した位置にロボットハンドを移動させて封止部を保持するようにし、封止部を回転させることが考えられる。

【0007】

しかしながら、封止部のねじとプラグのねじとの締結を解除するために封止部を回転させると、その回転に応じて封止部がプラグから離れる方向に移動するため、この移動量に応じて適切にロボットハンドを移動させる必要がある。この移動量が適切でない場合には、プラグから封止部を適切に取り外すことができず、あるいはロボットハンドが封止部を保持する状態を維持することができなくなってしまう可能性がある。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、キャップ部を保持する保持部をキャップ部の移動量に応じて適切に移動させてキャップ部をプラグから取り外す作業を自動化することが可能なキャップ取り外し装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係るキャップ取り外し装置は、液体収納容器の上面に設けられる開口部に固定され、第１軸線に沿って延びる液体流路と、前記第１軸線回りに円環状に延びる溝部と、を有するプラグと、前記溝部に挿入されるとともに前記第１軸線回りに円筒状に延びる挿入部を有し、前記液体流路を封止するキャップ部と、前記キャップ部を前記プラグから取り外す取り外し機構と、を備え、前記挿入部には、第１ねじ部が形成されており、前記溝部には、前記第１ねじ部と係合する第２ねじ部が形成されており、前記取り外し機構は、前記キャップ部を保持する保持部と、第２軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記取り外し機構を把持する把持機構により把持される把持部と、前記把持部に取り付けられるとともに前記保持部を前記第２軸線に沿って移動可能に支持する支持部と、前記第２軸線に沿って伸縮する弾性部材により形成されるとともに前記保持部に前記第２軸線に沿って前記プラグに近接する方向の付勢力を付与する付勢部と、前記保持部を前記第２軸線回りに回転させる回転部と、を有し、前記回転部は、前記キャップ部を保持する前記保持部を前記第２軸線回りの所定方向に回転させることにより前記キャップ部を前記プラグから取り外す。

【0010】

本発明の一態様にかかるキャップ取り外し装置によれば、把持機構により把持される把持部を有する取り外し機構は、プラグに取り付けられたキャップ部を保持部により保持する。取り外し機構が有する回転部は、保持部を第２軸線回りの所定方向に回転させることによりキャップ部をプラグから取り外す。キャップ部をプラグから取り外す際に、キャップ部の第１ねじ部とプラグの第２ねじ部とが係合した状態が漸次解除され、キャップ部がプラグから離れる方向に移動する。

【0011】

キャップ部を保持する保持部は、支持部により第２軸線に沿って移動可能に支持され、付勢部により第２軸線に沿ってプラグに近接する方向の付勢力が付与されている。そのため、キャップ部をプラグから取り外す際に、キャップ部がプラグから離れる方向に移動すると、支持部の位置が固定された状態で、付勢部が有する弾性部材が収縮し、保持部が第２軸線に沿ってプラグから離間する方向に移動する。

【0012】

支持部の位置を固定したままで支持部に対して保持部の第２軸線上の位置が変化するため、キャップ部の移動に応じて把持部を把持する把持機構の位置を移動させる必要がない。したがって、キャップ部を保持する保持部をキャップ部の移動量に応じて適切に移動させてキャップ部をプラグから取り外す作業を自動化することが可能なキャップ取り外し装置を提供することができる。

【0013】

本発明の一態様に係るキャップ取り外し装置は、弾性変形可能な材料により長尺状に形成されるとともに動力機構に連結され、前記動力機構が発生する回転動力を前記回転部に伝達する伝達部を有する構成としてもよい。
本構成のキャップ取り外し装置によれば、伝達部が弾性変形可能であるため、取り外し機構が把持機構により３次元空間上の任意の位置に配置されたとしても、動力機構が発生する回転動力を確実に回転部に伝達することができる。また、取り外し機構に回転動力を発生する動力機構を設ける必要がないため、把持機構により把持される取り外し機構を小型化することができる。

【0014】

上記構成のキャップ取り外し装置は、前記弾性部材が伸長した伸長状態を検出する第１検出部と、前記弾性部材が収縮した収縮状態を検出する第２検出部と、前記第１検出部が前記伸長状態を検出する場合に前記動力機構から前記伝達部への前記回転動力の伝達を開始し、前記第２検出部が前記収縮状態を検出する場合に前記動力機構から前記伝達部への前記回転動力の伝達を停止するよう制御する制御部と、を備える態様とするのが好ましい。

【0015】

本態様のキャップ取り外し装置によれば、第１検出部が弾性部材の伸長状態を検出する場合に伝達部への回転動力の伝達を開始するよう制御部が動力機構を制御する。そのため、付勢部によりキャップ部がプラグに近接した位置まで付勢された状態でキャップ部をプラグから取り外す動作を開始することができる。また、第２検出部が弾性部材の収縮状態を検出する場合に伝達部への回転動力の伝達を停止するよう制御部が動力機構を制御する。そのため、付勢部の弾性部材が収縮してキャップ部がプラグから取り外された状態で動力機構から回転部への回転動力の伝達を停止することができる。

【0016】

本発明の一態様に係るキャップ取り外し装置において、前記キャップ部は、樹脂材料により形成されており、前記キャップ部の上面には、前記第１軸線回りに環状に形成されるとともに前記保持部を収容する収容溝と、前記収容溝の内周側に配置されるとともに前記保持部により保持される中央部と、が形成されており、前記保持部の下面には、前記中央部を弾性力により保持するロック機構が配置された凹所が形成されており、前記保持部は、前記凹所に収容した前記中央部を前記ロック機構により前記第２軸線回りに回転しないように保持する構成としてもよい。

【0017】

本構成のキャップ取り外し装置によれば、キャップ部の上面に形成される収容溝に収容された保持部が、キャップ部の中央部を第２軸線回りに回転しないようにロック機構により保持する。そのため、回転部が保持部を第２軸線回りに回転させることにより、キャップ部を第２軸線回りに回転させることができる。また、保持部の下面に形成される凹所にキャップ部の中央部を収容してロック機構により固定するため、樹脂材料により形成されるキャップ部が弾性変形してロック機構がキャップ部を固定する状態が解除されるおそれがない。これは、ロック機構が中央部を第２軸線に向けて内側に固定する力を付与するため、キャップ部の弾性変形が殆ど生じないからである。

【0018】

本発明の一態様に係るキャップ取り外し装置において、前記回転部は、前記キャップ部を保持した状態で前記所定方向の逆方向に前記保持部を回転させることにより前記キャップ部を前記プラグに取り付ける構成としてもよい。

【0019】

本構成のキャップ取り外し装置によれば、プラグからキャップ部を取り外すために用いた取り外し機構の回転部により保持部を所定方向の逆方向に回転させることにより、キャップ部をプラグに取り付けることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、キャップ部を保持する保持部をキャップ部の移動量に応じて適切に移動させてキャップ部をプラグから適切に取り外す作業を自動化することが可能なキャップ取り外し装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態の液体供給装置を示す側面図であり、ロボットがキャップ治具を把持して搬送する状態を示す。

【図2】本発明の一実施形態の液体供給装置を示す側面図であり、ロボットがキャップ治具をプラグの近傍に配置した状態を示す。

【図3】図１に示す液体供給装置を上方からみた平面図であり、ロボットがキャップ治具を把持して搬送する状態を示す。

【図4】ソケットをプラグに固定した状態を示す部分断面図である。

【図5】本実施形態の液体供給装置の制御方法を示すフローチャートであり、プラグからキャップ部を取り外す処理を示す。

【図6】本実施形態の液体供給装置の制御方法を示すフローチャートであり、プラグにキャップ部を取り付ける処理を示す。

【図7】キャップ治具をプラグの近傍へ移動した状態を示す部分断面図である。

【図8】プラグおよびキャップ部を上方からみた平面図である。

【図9】キャップ治具を下方からみた平面図である。

【図10】キャップ治具によりキャップを保持した状態を示す部分断面図である。

【図11】キャップ治具によりキャップをプラグから取り外した状態を示す部分断面図である。

【図12】キャップ治具をプラグの上方に移動させた状態を示す部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の一実施形態の液体供給装置（キャップ取り外し装置）１００について、図面を参照して説明する。図１および図２は、本実施形態の液体供給装置１００を示す側面図である。図１は、ロボット３０がキャップ治具６０を把持して搬送する状態を示す。図２は、ロボット３０がキャップ治具６０をプラグ１０の近傍に配置した状態を示す。図３は、図１に示す液体供給装置１００を上方からみた平面図であり、ロボット３０がキャップ治具６０を把持して搬送する状態を示す。

【0023】

図１に示す本実施形態の液体供給装置１００は、液体収納容器２００に収容される液体を複数の供給先装置（図示略）へ供給する装置である。ここで、本実施形態における液体とは、例えば、半導体製造装置の半導体製造工程で用いられる純水や各種の薬液である。

【0024】

図１から図３に示すように、液体供給装置１００は、プラグ１０と、封止栓１５と、ソケット２０と、ロボット（把持機構）３０と、撮像部（認識部）４０と、キャップ部５０と、キャップ治具（取り外し機構）６０と、制御部７０と、を備える。

【0025】

図１に示すように、液体収納容器２００は、鉛直方向に延びる軸線Ｚ１回りに円筒状に形成される容器であり、上面（天板）に第１開口部２１０および第２開口部２２０が設けられている。第１開口部２１０および第２開口部２２０の内周面には、雌ねじが形成されている。

【0026】

プラグ１０は、第１開口部２１０に固定されるとともにプラグ軸線（第１プラグ軸線）Ｚｐ１に沿って延びるプラグ側液体流路１１を有する。プラグ側液体流路１１は、液体収納容器２００の底部２３０の近傍まで延びている。プラグ１０の上端の外周面には、雄ねじが形成されている。プラグ１０の雄ねじを第１開口部２１０の雌ねじに係合することにより、プラグ１０が第１開口部２１０に固定される。

【0027】

図４は、ソケット２０をプラグ１０に孤影した状態を示す部分断面図である。図４に示すように、プラグ１０の先端（上端）には、プラグ軸線Ｚｐ１回りに円環状に延びる溝部（第１溝部）１２が形成されている。溝部１２は、ソケット２０のロックボール２１Ａａを固定するための固定溝１２ａを有する。固定溝１２ａは、プラグ軸線Ｚｐ１回りに円環状に形成される。図７および図１０に示すように、プラグ１０の溝部１２には、キャップ部５０の雌ねじ（第１ねじ部）５１ａと係合する雄ねじ（第２ねじ部）１２ｂが形成されている。

【0028】

図１に示すように、封止栓１５は、第２開口部２２０に固定されるとともに第２開口部２２０を封止する部材である。封止栓１５の外周面には、雄ねじが形成されている。封止栓１５の雄ねじを第２開口部２２０の雌ねじに係合することにより、封止栓１５が第２開口部２２０に固定される。

【0029】

ソケット２０は、キャップ治具６０によりプラグ１０からキャップ部５０が取り外された状態で、ロボット３０によりプラグ１０に取付けられる装置である。ソケット２０は、液体収納容器２００に収納される液体を、プラグ１０のプラグ側液体流路１１を介して供給先装置へ供給するための装置である。

【0030】

図４に示すように、ソケット２０は、プラグ１０に着脱可能に取り付けられるとともにソケット軸線（第１ソケット軸線）Ｚｓ１に沿って延びるソケット側液体流路２１ａを有する。ソケット２０は、供給先装置へ液体を供給するための液体配管ＬＬ１および液体収納容器２００にガス（気体）を供給するためのガス配管ＧＬ１に接続されている。ガス配管ＧＬ１から供給されるガスは、プラグ１０のプラグ側ガス流路１３を介して液体収納容器２００の上方の空間に供給される。ソケット２０は、ロボット３０のハンド部３１により把持される。

【0031】

図４に示すように、ソケット２０の先端（下端）は、ソケット軸線Ｚｓ１回りに円環状に延びるとともにプラグ１０の固定溝１２ａに固定される複数のロックボール２１Ａａを有する。ロックボール２１Ａａは、ソケット軸線Ｚｓ１回りに間隔を空けて複数箇所に配置される。

【0032】

ソケット２０は、ロックボール２１Ａａが配置される先端側の位置を調整し、プラグ１０の溝部１２に挿入する調整部（図示略）を有する。ソケット２０は、調整部により先端側の位置を調整することにより、ロックボール２１Ａａがプラグ１０の固定溝１２ａに固定された連結状態と、ロックボール２１Ａａがプラグ１０の固定溝１２ａに固定されない解除状態とを切り替える。

【0033】

図１から図３に示すように、ロボット３０は、ソケット２０およびキャップ治具６０を把持するとともにソケット２０およびキャップ治具６０を動作範囲内の軸線Ｘ，軸線Ｙ，軸線Ｚにより規定される３次元位置に所定の姿勢で配置する機構である。ロボット３０は、例えば、６軸多関節型ロボットである。ロボット３０は、ハンド部３１と、手首部３２と、第１アーム部３３と、第２アーム部３４と、ベース部３５と、旋回胴３６と、を有する。

【0034】

旋回胴３６は、ベース部３５に対して鉛直な軸線Ｚｒ１回りに回転可能に支持されている。第１アーム部３３は、水平な軸線Ｚｒ２回りに旋回胴３６に対して回転可能に支持されている。第２アーム部３４は、水平な軸線Ｚｒ３回りに第１アーム部３３に対して回転可能に支持されている。手首部３２は、一端が第２アーム部３４に取り付けられており、他端にハンド部３１が取り付けられている。

【0035】

ベース部３５に対する旋回胴３６の回転動作、旋回胴３６に対する第１アーム部３３の回転動作、第１アーム部３３に対する第２アーム部３４の回転動作を組み合わせることにより、手首部３２を動作範囲内の任意の３次元位置に配置することができる。また、手首部３２は、３軸において回転可能であり、ハンド部３１を３軸に変位させて任意の姿勢とすることができる。

【0036】

撮像部４０は、プラグ１０の上面を撮像し、プラグ１０の３次元空間上の位置とプラグ１０のプラグ軸線Ｚｐ１の向きを認識する装置である。撮像部４０は、プラグ１０の３次元空間上の位置とプラグ１０のプラグ軸線Ｚｐ１の向きの認識結果を制御部７０に伝達する。

【0037】

図７に示すように、キャップ部５０は、プラグ側液体流路１１を封止する部材であり、樹脂材料により形成されている。キャップ部５０は、プラグ１０の溝部１２に挿入される挿入部５１を有する。挿入部５１は、キャップ軸線Ｚｃ１回りに円筒状に延びるように形成される。挿入部５１の内周面には雌ねじ（第１ねじ部）５１ａが形成されている。

【0038】

図８は、プラグ１０およびキャップ部５０を上方からみた平面図である。図８に示すように、キャップ部５０の上面には、プラグ軸線Ｚｐ１回りに環状に形成されるとともに保持部６１を収容可能な収容溝５２が形成されている。図７および図８に示すように、収容溝５２には、複数のロックボール６１ａが固定される複数の固定溝５２ａが形成されている。キャップ部５０の上面には、収容溝５２の内周側に配置されるとともに保持部６１により保持される凸状の中央部５３が形成されている。

【0039】

図７に示すように、キャップ治具６０は、キャップ部５０をキャップ軸線（第２軸線）Ｚｃ１回りに回転させ、キャップ部５０をプラグ１０から取り外す機構である。キャップ治具６０は、保持部６１と、把持部６２と、支持部６３と、スプリング（付勢部）６４と、回転軸（回転部）６５と、フレキシブルシャフト（伝達部）６６と、軸受６７と、軸受６８と、を有する。

【0040】

保持部６１は、キャップ部５０を着脱可能に保持する部材であり、キャップ軸線Ｚｃ１に向けて付勢力を発生するロックボール（ロック機構）６１ａが設けられている。保持部６１は、収容溝５２に収容されて複数のロックボール６１ａを複数の固定溝５２ａに噛み合わせ、ロックボール６１ａを固定溝５２ａに向けて内周側へ付勢することにより、キャップ部５０を保持する。

【0041】

保持部６１は、ロックボール６１ａを収容する本体部６１Ａと、本体部６１Ａに固定されるとともにキャップ軸線Ｚｃ１に沿って延びる軸部６１Ｂと、を有する。図７および図９に示すように、本体部６１Ａの下面には、キャップ部５０の中央部５３を弾性力により保持するロックボール６１ａが配置された凹所６１Ｃが形成されている。軸部６１Ｂの上端は、キャップ軸線Ｚｃ１に沿って移動可能な状態で支持部６３に収容される。軸部６１Ｂの上端には、スプリング６４により軸部６１Ｂをプラグ１０に近づける方向の付勢力が付与される。

【0042】

図８に示すように、キャップ部５０の中央部５３は、プラグ軸線Ｚｐ１に沿ってみた形状が略四角形となっている。保持部６１の凹所６１Ｃは、中央部５３を収容するように、キャップ軸線Ｚｃ１に沿ってみた形状が略四角形となっている。

【0043】

したがって、キャップ部５０の中央部５３は、保持部６１の凹所６１Ｃに収容された状態で、保持部６１に対してキャップ軸線Ｚｃ１回りには回転しない。このように、保持部６１は、凹所６１Ｃに収容したキャップ部５０の中央部５３をロックボール６１ａによりキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転しないように保持する。

【0044】

図７に示すように、把持部６２は、キャップ軸線Ｚｃ１に沿って略円筒状に形成されるとともにキャップ治具６０を把持するロボット３０のハンド部３１により把持される。把持部６２の外周側には、キャップ軸線Ｚｃ１回りに環状に形成される凹所６２ａが形成されている。凹所６２ａは、ハンド部３１により把持される部分である。

【0045】

支持部６３は、把持部６２に取り付けられるとともに保持部６１をキャップ軸線Ｚｃ１に沿って移動可能に支持する部材である。支持部６３は、回転軸６５に連結され、軸受６７を介してキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転可能に把持部６２に取り付けられている。支持部６３は、回転軸６５が回転すると回転軸６５と一体となってキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転する。

【0046】

スプリング６４は、キャップ軸線Ｚｃ１に沿って伸縮する弾性部材（金属材料，樹脂材料等）により形成され、保持部６１にキャップ軸線Ｚｃ１に沿ってプラグ１０に近接する方向の付勢力を付与する部材である。

【0047】

回転軸６５は、保持部６１をキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転させる部材である。回転軸６５は、軸受６８を介してキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転可能に把持部６２に取り付けられている。回転軸６５は、フレキシブルシャフト６６から伝達されるキャップ軸線Ｚｃ１回りの回転動力を支持部６３に伝達する。

【0048】

支持部６３は、キャップ軸線Ｚｃ１回りに相対的に回転しないように保持部６１の軸部６１Ｂを支持している。そのため、支持部６３がキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転すると支持部６３に同期して保持部６１がキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転する。回転軸６５は、支持部６３を介して保持部６１をキャップ軸線Ｚｃ１回りの反時計回り方向（所定方向）に回転させることにより、キャップ部５０をプラグ１０から取り外す。

【0049】

図７に示すように、支持部６３には、磁気近接センサ（第１検出部）６３ａと、磁気近接センサ（第２検出部）６３ｂと、が設けられている。磁気近接センサ６３ａおよび磁気近接センサ６３ｂは、保持部６１の軸部６１Ｂの上端に埋め込まれた磁石６１Ｂａが近接した位置に配置される場合にオン状態となるセンサである。磁気近接センサ６３ａおよび磁気近接センサ６３ｂの検出状態（オン状態またはオフ状態）は、制御部７０に出力される。

【0050】

磁気近接センサ６３ａは、スプリング６４が伸長した伸長状態において磁石６１Ｂａが近接する位置に配置されている。そのため、磁気近接センサ６３ａは、スプリング６４が伸長した伸長状態を検出することができる。磁気近接センサ６３ｂは、スプリング６４が収縮した収縮状態において磁石６１Ｂａが近接する位置に配置されている。そのため、磁気近接センサ６３ａは、スプリング６４が収縮した収縮状態を検出することができる。

【0051】

フレキシブルシャフト６６は、回転軸６５がキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転する回転動力を、回転軸６５を介して保持部６１に伝達する装置である。フレキシブルシャフト６６は、弾性変形可能な材料により長尺状に形成されるとともにモータ（動力機構）６９に連結されている。モータ６９の回転速度および回転方向は、制御部７０から伝達させる制御信号により制御される。

【0052】

制御部７０は、撮像部４０から伝達されたプラグ１０の３次元空間上の位置とプラグ１０のプラグ軸線Ｚｐ１の向きの認識結果に基づいて、ハンド部３１が把持するソケット２０またはキャップ治具６０が所望の位置に所望の姿勢で配置されるようにロボット３０を制御する。

【0053】

次に、図５を参照して、本実施形態の液体供給装置１００の制御方法について説明する。図４は、本実施形態の液体供給装置１００の制御方法を示すフローチャートであり、プラグ１０からキャップ部５０を取り外す処理を示す。図５に示す各処理は、制御部７０が制御プログラムを実行することにより行われる。

【0054】

ステップＳ１０１で、制御部７０は、設置台ＴＢ１に設置されたキャップ治具６０を把持するようロボット３０を制御する。制御部７０は、設置台ＴＢ１に設置されたキャップ治具６０の位置を予め記憶しておき、ハンド部３１をキャップ治具６０の近傍の位置へ移動させ、キャップ治具６０を把持させる。

【0055】

ステップＳ１０２で、制御部７０は、ハンド部３１がキャップ治具６０を把持した状態で、キャップ治具６０がプラグ１０の近傍へ移動するようロボット３０を制御する。制御部７０は、撮像部４０が認識したプラグ１０の３次元空間上の位置に対してプラグ軸線Ｚｐ１に沿って一定距離離れた位置に保持部６１の先端が配置されるようにロボット３０を制御する。ロボット３０は、キャップ治具６０をプラグ１０の近傍に配置する際に、撮像部４０により認識されたプラグ軸線Ｚｐ１の向きとキャップ軸線Ｚｃ１の向きとが一致する姿勢となるようにキャップ治具６０を把持する。

【0056】

ステップＳ１０３で、制御部７０は、キャップ治具６０によりキャップ部５０を保持するようキャップ治具６０を把持するロボット３０を制御する。ロボット３０は、キャップ治具６０をプラグ軸線Ｚｐ１に沿ってキャップ部５０に向けて移動させる。キャップ治具６０は、保持部６１が収容溝５２に収容され、固定溝５２ａにロックボール６１ａが固定されるように、キャップ部５０に向けて移動する。

【0057】

ロックボール６１ａがキャップ部５０の中央部５３に接触した状態でキャップ治具６０を更に下方へ移動させると、スプリング６４が収縮してスプリング６４の付勢力が漸次増大する。スプリング６４の付勢力が増大してロックボール６１ａがプラグ軸線Ｚｐ１から離間する方向に移動すると、ロックボール６１ａが固定溝５２ａの位置に移動し、固定溝５２ａにロックボール６１ａが固定される。これにより、キャップ治具６０の保持部６１によりキャップ部５０が保持された状態となる。

【0058】

その後、ロボット３０が、収縮したスプリング６４が自然長となるようにキャップ治具６０をプラグ軸線Ｚｐ１に沿って上方に移動させると、図１０に示す状態となる。保持部６１は、凹所に中央部５３を収容することにより、保持部６１に対してキャップ軸線Ｚｃ１回りに相対的に回転しないようにキャップ部５０を保持する。

【0059】

ステップＳ１０４で、制御部７０は、保持部６１によりキャップ部５０を保持した状態で保持部６１を反時計回り方向に回転させることによりキャップ部５０をプラグ１０から取り外す。キャップ部５０を反時計回りに回転させると、プラグ１０の雄ねじ１２ｂとキャップ部５０の雌ねじ５１ａとの係合が解除されて図１１に示す状態となり、キャップ部５０がプラグ１０から取り外される。ステップＳ１０４において、制御部７０は、ロボット３０のハンド部３１が把持部６２を把持する位置は変化しないように制御する。

【0060】

図１１に示すように、プラグ１０の雄ねじ１２ｂとキャップ部５０の雌ねじ５１ａとの係合が解除される際に、保持部６１がキャップ治具６０の把持部６２に近づき、スプリング６４が収縮し、軸部６１Ｂが支持部６３の内部に収容される。このように、支持部６３は、保持部６１をキャップ軸線Ｚｃ１に沿って移動可能に支持するとともに軸部６１Ｂを内部に収容する。支持部６３の位置を固定したままで支持部６３に対して保持部６１のキャップ軸線Ｚｃ１上の位置が変化するため、キャップ部５０の移動に応じて把持部６２を把持するロボット３０のハンド部３１の位置を移動させる必要がない。

【0061】

ステップＳ１０４で、制御部７０は、スプリング６４が伸長した伸長状態（図１０に示す状態）であることを磁気近接センサ６３ａが検出する場合にモータ６９からフレキシブルシャフト６６への回転動力の伝達を開始するよう制御する。また、制御部７０は、スプリング６４が収縮した収縮状態（図１１に示す状態）であることを磁気近接センサ６３ｂが検出する場合にモータ６９からフレキシブルシャフト６６への回転動力の伝達を停止するよう制御する。

【0062】

ステップＳ１０５で、制御部７０は、キャップ部５０を保持部６１で保持した状態で、キャップ治具６０をキャップ待機位置（図３の符号５０の位置）に移動させるようロボット３０を制御する。キャップ待機位置には、キャップ部５０の雌ねじ５１ａと係合する雄ねじを有する固定部（図示略）が設置されている。制御部７０は、キャップ部５０の雌ねじ５１ａと固定部の雄ねじが係合した状態で、モータ６９を時計回り方向に回転させ、キャップ部５０の雌ねじを固定部の雄ねじに係合させる。

【0063】

ステップＳ１０６で、制御部７０は、キャップ部５０を保持しないキャップ治具６０をキャップ治具待機位置（図３の符号６０の位置）に移動させるようロボット３０を制御する。以上のステップＳ１０１からステップＳ１０６により、プラグ１０からキャップ部５０が取り外される。

【0064】

プラグ１０からキャップ部５０が取り外された後、制御部７０は、ソケット２０をプラグ１０に取り付けるようロボット３０を制御する。ソケット２０がプラグ１０に取り付けられると、液体収納容器２００に収納される液体がソケット２０を介して供給先装置へ供給される。

【0065】

液体供給装置１００による供給先装置への液体の供給は、液体収納容器２００の液体が残存する限りは継続されるが、液体収納容器２００の液体がなくなるか所定量以下となる場合には、新たな液体収納容器２００に交換する必要がある。その場合、ソケット２０をプラグ１０から取り外した後に、プラグ１０にキャップ部５０を再び取り付ける。

【0066】

次に、図６を参照して、本実施形態の液体供給装置１００の制御方法について説明する。図６は、本実施形態の液体供給装置１００の制御方法を示すフローチャートであり、プラグ１０にキャップ部５０を取り付ける処理を示す。図６に示す各処理は、制御部７０が制御プログラムを実行することにより行われる。

【0067】

ステップＳ２０１で、制御部７０は、設置台ＴＢ１に設置されたキャップ治具６０を把持するようロボット３０を制御する。制御部７０は、設置台ＴＢ１に設置されたキャップ治具６０のキャップ治具待機位置（図３の符号６０の位置）を予め記憶しておき、ハンド部３１をキャップ治具待機位置へ移動させ、キャップ治具６０を把持するようロボット３０を制御する。

【0068】

ステップＳ２０２で、制御部７０は、キャップ治具６０をキャップ待機位置（図３の符号５０の位置）に移動させ、キャップ部５０を保持部６１に保持するようロボット３０を制御する。制御部７０は、キャップ部５０の雌ねじ５１ａと固定部の雄ねじが係合した状態で、モータ６９を反時計回り方向に回転させ、キャップ部５０の雌ねじが固定部の雄ねじに係合した状態を解除する。

【0069】

ステップＳ２０３で、制御部７０は、ハンド部３１がキャップ治具６０を把持した状態で、キャップ治具６０がプラグ１０の近傍へ移動するようロボット３０を制御する。制御部７０は、撮像部４０が認識したプラグ１０の座標Ｐに対してプラグ軸線Ｚｐ１に沿って一定距離離れた位置に保持部６１が配置されるようにロボット３０を制御し、図１２に示す状態とする。図１２は、キャップ治具をプラグの上方に移動させた状態を示す部分断面図である。

【0070】

ステップＳ２０４で、制御部７０は、キャップ部５０をプラグ１０に取り付けるようキャップ治具６０を把持するロボット３０を制御する。ロボット３０は、キャップ治具６０をプラグ軸線Ｚｐ１に沿ってプラグ１０に向けて移動させ、図１１に示す状態とする。制御部７０は、保持部６１によりキャップ部５０を保持した状態で、回転軸６５により保持部６１を時計回り方向（所定方向の逆方向）に回転させる。これにより、プラグ１０の雄ねじ１２ｂとキャップ部５０の雌ねじ５１ａとが係合し、キャップ部５０がプラグ１０に取り付けられる。

【0071】

キャップ治具６０は、フレキシブルシャフト６６から伝達される時計回り方向の回転動力を、回転軸６５および支持部６３を介して保持部６１に伝達し、キャップ部５０を時計回りに回転させる。キャップ部５０を時計回りに回転させると、プラグ１０の雄ねじ１２ｂとキャップ部５０の雌ねじ５１ａとが係合して図１０に示す状態となり、キャップ部５０がプラグ１０に取り付けられる。

【0072】

ステップＳ２０５で、制御部７０は、保持部６１がキャップ軸線Ｚｃ１に沿って上方へ移動するようにキャップ治具６０を制御し、保持部６１からキャップ部５０が取り外された図７に示す状態とする。その後、制御部７０は、ハンド部３１がキャップ治具６０を把持した状態で、キャップ治具６０をキャップ治具待機位置へ移動させるようロボット３０を制御する。

【0073】

以上説明した本実施形態の液体供給装置１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の液体供給装置１００によれば、ロボット３０により把持される把持部６２を有するキャップ治具６０は、プラグ１０に取り付けられたキャップ部５０を保持部６１により保持する。キャップ治具６０が有する回転軸６５は、保持部６１をキャップ軸線Ｚｃ１回りの反時計回り方向に回転させることによりキャップ部５０をプラグ１０から取り外す。キャップ部５０をプラグ１０から取り外す際に、キャップ部５０の雌ねじ５１ａとプラグ１０の雄ねじ１２ｂとが係合した状態が漸次解除され、キャップ部５０がプラグ１０から離れる方向に移動する。

【0074】

キャップ部５０を保持する保持部６１は、支持部６３によりキャップ軸線Ｚｃ１に沿って移動可能に支持され、スプリング６４によりキャップ軸線Ｚｃ１に沿ってプラグ１０に近接する方向の付勢力が付与されている。そのため、キャップ部５０をプラグ１０から取り外す際に、キャップ部５０がプラグ１０から離れる方向に移動すると、支持部６３の位置が固定された状態で、スプリング６４が収縮し、保持部６１がキャップ軸線Ｚｃ１に沿ってプラグ１０から離間する方向に移動する。

【0075】

支持部６３の位置を固定したままで支持部６３に対して保持部６１のキャップ軸線Ｚｃ１上の位置が変化するため、キャップ部５０の移動に応じて把持部６２を把持するロボット３０のハンド部３１の位置を移動させる必要がない。したがって、キャップ部５０を保持する保持部６１をキャップ部５０の移動量に応じて適切に移動させてキャップ部５０をプラグ１０から取り外す作業を自動化することができる。

【0076】

本実施形態の液体供給装置１００によれば、フレキシブルシャフト６６が弾性変形可能であるため、キャップ治具６０がロボット３０のハンド部３１により３次元空間上の任意の位置に配置されたとしても、モータ６９が発生する回転動力を確実に回転軸６５に伝達することができる。また、キャップ治具６０に回転動力を発生する動力機構を設ける必要がないため、ハンド部３１により把持されるキャップ治具を小型化することができる。

【0077】

本実施形態の液体供給装置１００によれば、磁気近接センサ６３ａがスプリング６４の伸長状態を検出する場合にフレキシブルシャフト６６への回転動力の伝達を開始するよう制御部７０がモータ６９を制御する。そのため、スプリング６４によりキャップ部５０がプラグ１０に近接した位置まで付勢された状態でキャップ部５０をプラグ１０から取り外す動作を開始することができる。

【0078】

また、磁気近接センサ６３ｂがスプリング６４の収縮状態を検出する場合にフレキシブルシャフト６６への回転動力の伝達を停止するよう制御部７０がモータ６９を制御する。そのため、スプリング６４が収縮してキャップ部５０がプラグ１０から取り外された状態でモータ６９から回転軸６５への回転動力の伝達を停止することができる。

【0079】

本実施形態の液体供給装置１００によれば、キャップ部５０の上面に形成される収容溝５２に収容された保持部６１が、キャップ部５０の中央部５３をキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転しないようにロックボール６１ａにより保持する。そのため、回転軸６５が保持部６１をキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転させることにより、キャップ部５０をキャップ軸線Ｚｃ１回りに回転させることができる。

【0080】

また、保持部６１の下面に形成される凹所６１Ｃにキャップ部５０の中央部５３を収容してロックボール６１ａにより固定するため、樹脂材料により形成されるキャップ部５０が弾性変形してロックボール６１ａがキャップ部５０を固定する状態が解除されるおそれがない。これは、ロックボール６１ａが中央部５３をキャップ軸線Ｚｃ１に向けて内側に固定する力を付与するため、キャップ部５０の弾性変形が殆ど生じないからである。

【0081】

本実施形態の液体供給装置１００によれば、プラグ１０からキャップ部５０を取り外すために用いたキャップ治具６０の回転軸６５により保持部６１を反時計回り方向に回転させることにより、キャップ部５０をプラグ１０に取り付けることができる。

【符号の説明】

【0082】

１０ プラグ
１１ プラグ側液体流路
１２ 溝部
１２ａ 固定溝
１２ｂ 雄ねじ（第２ねじ部）
３０ ロボット（把持機構）
３１ ハンド部
４０ 撮像部
５０ キャップ部
５１ 挿入部
５１ａ 雌ねじ（第１ねじ部）
５２ 収容溝
５２ａ 固定溝
５３ 中央部
６０ キャップ治具（取り外し機構）
６１ 保持部
６１Ａ 本体部
６１Ｂ 軸部
６１Ｂａ 磁石
６１Ｃ 凹所
６１ａ ロックボール（ロック機構）
６２ 把持部
６２ａ 凹所
６３ 支持部
６３ａ 磁気近接センサ（第１検出部）
６３ｂ 磁気近接センサ（第２検出部）
６４ スプリング（付勢部）
６５ 回転軸（回転部）
６６ フレキシブルシャフト（伝達部）
６７，６８ 軸受
６９ モータ（動力機構）
７０ 制御部
１００ 液体供給装置（キャップ取り外し装置）
２００ 液体収納容器
２１０ 第１開口部
２２０ 第２開口部
Ｚｃ１ キャップ軸線（第２軸線）
Ｚｐ１ プラグ軸線（第１軸線）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】