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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-10
(45)【発行日】2023-11-20
(54)【発明の名称】着脱装置
(51)【国際特許分類】
B25J 15/00 20060101AFI20231113BHJP
B25J 9/06 20060101ALI20231113BHJP
B25J 5/00 20060101ALI20231113BHJP
【ＦＩ】
B25J15/00 Z
B25J9/06 B
B25J5/00 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2023055147
(22)【出願日】2023-03-30
【審査請求日】2023-03-30
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】320011650
【氏名又は名称】大陽日酸株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000217594
【氏名又は名称】田辺工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】野口 明之
(72)【発明者】
【氏名】城 和則
(72)【発明者】
【氏名】川田 義猛
(72)【発明者】
【氏名】井上 廣河
(72)【発明者】
【氏名】高橋 雄二郎
【審査官】神山 貴行
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５５－１０９８９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１６８０４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２３４６８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０６５９９８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２
Ｆ１７Ｃ １３／０４
Ｆ１７Ｃ １３／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ボンベの口金に、配管が接続されたナットを着脱させる着脱装置であって、前記ナットの位置及び向きを検出する３次元形状測定部と、
自身の開口部に前記配管が挿通可能であるとともに、前記ナットに着脱可能なソケットと、
前記ソケットの第１軸線回りのトルクが、予め定められた所定のトルクとなるように前記ソケットを前記第１軸線回りに回転させて前記ナットを前記口金に嵌め合わせる回転駆動部と、
前記ソケットが取付けられた支持部を、自身の第１端部に有し、自身の第２端部に対する、前記支持部の位置及び向きを調節可能なアームと、
前記回転駆動部及び前記アームを制御する制御部と、
を備え、
前記ソケットには、
前記ソケットを前記第１軸線に沿う方向に貫通する貫通孔と、
前記貫通孔の前記第１軸線に沿う方向の第１側の端部に前記貫通孔と同軸に配置され、前記第１側に向かって開口するとともに前記貫通孔よりも内径が大きく、自身に対する前記第１側から前記ナットが着脱可能な穴と、が形成され、
前記開口部は、前記ソケットにおける前記第１軸線回りの一部に形成されるとともに前記ソケットを前記第１軸線に沿う方向に貫通して前記貫通孔に連なって、前記ソケットの外側における前記第１軸線に交差する方向から前記配管が挿通される、着脱装置。
【請求項2】
前記配管には被把持部が設けられ、前記被把持部を着脱可能に把持し、前記支持部に取付けられた把持部を備える、
請求項１に記載の着脱装置。
【請求項3】
前記ボンベは、
第２軸線に沿って延びるボンベ本体と、
前記ボンベ本体から前記第２軸線に交差する方向に延びる前記口金と、を有し、
前記ボンベの前記第２軸線回りの向きを調整可能な調整部を備える、
請求項１又は２に記載の着脱装置。
【請求項4】
前記３次元形状測定部は、前記支持部に取付けられている、請求項１又は２に記載の着脱装置。
【請求項5】
前記３次元形状測定部、前記ソケット、前記回転駆動部、前記アーム、及び前記制御部を、支持面上で搬送する搬送部を備える、請求項１又は２に記載の着脱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、着脱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ボンベ（重量物）を搬送する自動搬送システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。自動搬送システムは、自身の載置部と、ボンベの搬出入先との間で、ボンベの搬出及び搬入を自動で行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第７０３２５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１では、ボンベの口金に配管が接続されたナットを嵌め合わせることは、自動搬送システムが行うことができず、作業者が行っていた。口金とナットとのネジ嵌合による嵌め合わせ作業には、熟練した腕前が必要である。嵌め合わせが不十分だと、ボンベ内のガス等が嵌め合わせ部を通して、ボンベの外部に漏れる虞がある。
【0005】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、自動的に、ボンベの口金に配管が接続されたナットを、所定のトルクで嵌め合わせることができる着脱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】
【0006】
前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明の態様１は、ボンベの口金に、配管が接続されたナットを着脱させる着脱装置であって、前記ナットの位置及び向きを検出する３次元形状測定部と、自身の開口部に前記配管が挿通可能であるとともに、前記ナットに着脱可能なソケットと、前記ソケットの第１軸線回りのトルクが、予め定められた所定のトルクとなるように前記ソケットを前記第１軸線回りに回転させて前記ナットを前記口金に嵌め合わせる回転駆動部と、前記ソケットが取付けられた支持部を、自身の第１端部に有し、自身の第２端部に対する、前記支持部の位置及び向きを調節可能なアームと、前記回転駆動部及び前記アームを制御する制御部と、を備え、前記ソケットには、前記ソケットを前記第１軸線に沿う方向に貫通する貫通孔と、前記貫通孔の前記第１軸線に沿う方向の第１側の端部に前記貫通孔と同軸に配置され、前記第１側に向かって開口するとともに前記貫通孔よりも内径が大きく、自身に対する前記第１側から前記ナットが着脱可能な穴と、が形成され、前記開口部は、前記ソケットにおける前記第１軸線回りの一部に形成されるとともに前記ソケットを前記第１軸線に沿う方向に貫通して前記貫通孔に連なって、前記ソケットの外側における前記第１軸線に交差する方向から前記配管が挿通される、着脱装置である。
（１）本発明の態様１は、ボンベの口金に、配管が接続されたナットを着脱させる着脱装置であって、前記ナットの位置及び向きを検出する３次元形状測定部と、自身の開口部に前記配管が挿通可能であるとともに、前記ナットに着脱可能なソケットと、前記ソケットの第１軸線回りのトルクが、予め定められた所定のトルクとなるように前記ソケットを前記第１軸線回りに回転させて前記ナットを前記口金に嵌め合わせる回転駆動部と、前記ソケットが取付けられた支持部を、自身の第１端部に有し、自身の第２端部に対する、前記支持部の位置及び向きを調節可能なアームと、前記回転駆動部及び前記アームを制御する制御部と、を備え、前記ソケットには、前記ソケットを前記第１軸線に沿う方向に貫通する貫通孔と、前記貫通孔の前記第１軸線に沿う方向の第１側の端部に前記貫通孔と同軸に配置され、前記第１側に向かって開口するとともに前記貫通孔よりも内径が大きく、自身に対する前記第１側から前記ナットが着脱可能な穴と、が形成され、前記開口部は、前記ソケットにおける前記第１軸線回りの一部に形成されるとともに前記ソケットを前記第１軸線に沿う方向に貫通して前記貫通孔に連なって、前記ソケットの外側における前記第１軸線に交差する方向から前記配管が挿通される、着脱装置である。
【0007】
この発明では、制御部は、３次元形状測定部の検出結果に基づいて、アームを駆動して、アームの第２端部に対する支持部の位置及び向きを調節することにより、配管をソケットの開口部に挿通させるとともに、ソケットをナットに装着させる。そして、制御部は、回転駆動部を駆動して、ソケットを第１軸線回りに回転させて、ナットを所定のトルクとなるように口金に嵌め合わせる。
従って、着脱装置により、自動的に、ボンベの口金に配管が接続されたナットを、所定のトルクで嵌め合わせることができる。
従って、着脱装置により、自動的に、ボンベの口金に配管が接続されたナットを、所定のトルクで嵌め合わせることができる。
【0008】
（２）本発明の態様２は、前記配管には被把持部が設けられ、前記被把持部を着脱可能に把持し、前記支持部に取付けられた把持部を備える、（１）に記載の着脱装置であってもよい。
この発明では、把持部で被把持部を把持すると、把持部に対して支持部を介して取付けられているソケットに対するナットの位置が保持される。このため、口金に着脱させるナットの動きを安定させることができる。
この発明では、把持部で被把持部を把持すると、把持部に対して支持部を介して取付けられているソケットに対するナットの位置が保持される。このため、口金に着脱させるナットの動きを安定させることができる。
【0009】
（３）本発明の態様３は、前記ボンベは、第２軸線に沿って延びるボンベ本体と、前記ボンベ本体から前記第２軸線に交差する方向に延びる前記口金と、を有し、前記ボンベの前記第２軸線回りの向きを調整可能な調整部を備える、（１）又は（２）に記載の着脱装置であってもよい。
一般的に、ボンベの口金は、第２軸線に交差するように延びている。この発明では、調整部により、第２軸線周りに口金が延びる向きを調整することができる。
一般的に、ボンベの口金は、第２軸線に交差するように延びている。この発明では、調整部により、第２軸線周りに口金が延びる向きを調整することができる。
【0010】
（４）本発明の態様４は、前記３次元形状測定部は、前記支持部に取付けられている、（１）から（３）のいずれか一に記載の着脱装置であってもよい。
この発明では、３次元形状測定部は、ソケットと一体となって移動する。この３次元形状測定部により、口金の位置及び向きを検出することで、配管をソケットの開口部に挿通しやすくし、ナットをソケットに装着しやすくすることができる。
この発明では、３次元形状測定部は、ソケットと一体となって移動する。この３次元形状測定部により、口金の位置及び向きを検出することで、配管をソケットの開口部に挿通しやすくし、ナットをソケットに装着しやすくすることができる。
【0011】
（５）本発明の態様５は、前記３次元形状測定部、前記ソケット、前記回転駆動部、前記アーム、及び前記制御部を、支持面上で搬送する搬送部を備える、（１）から（４）のいずれか一に記載の着脱装置であってもよい。
この発明では、搬送部により支持面上で、３次元形状測定部、ソケット、回転駆動部、アーム、及び制御部を、自動的に搬送することができる。
この発明では、搬送部により支持面上で、３次元形状測定部、ソケット、回転駆動部、アーム、及び制御部を、自動的に搬送することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明の着脱装置では、自動的に、ボンベの口金に配管が接続されたナットを、所定のトルクで嵌め合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態の着脱装置の側面図である。
【図2】同着脱装置の平面図である。
【図3】ボンベとバルブ・ナットユニットとの接続状態を示す半断面図である。
【図4】同着脱装置がボンベの口金からバルブ・ナットユニットのナットを取外す工程を示す斜視図である。
【図5】同着脱装置におけるソケット近傍の斜視図である。
【図6】同着脱装置がボンベの口金からバルブ・ナットユニットのナットを取外す工程を示す斜視図である。
【図7】同着脱装置がボンベの口金からバルブ・ナットユニットのナットを取外す工程を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明に係る着脱装置の一実施形態を、図１から図７を参照しながら説明する。以下ではまず、着脱装置とともに用いられるボンベ、バルブ・ナットユニット、及びキャビネットについて説明する。
図１及び図２に示すように、ボンベ（気体容器）１００は、不図示のガス（気体）が収容された容器である。ボンベ１００は、ボンベ本体１０１と、バルブ本体１０２と、口金１０３と、を備える。
図１及び図２に示すように、ボンベ（気体容器）１００は、不図示のガス（気体）が収容された容器である。ボンベ１００は、ボンベ本体１０１と、バルブ本体１０２と、口金１０３と、を備える。
【0015】
ボンベ本体１０１は、有底円筒状に形成されている。例えば、ボンベ本体１０１内には、フッ素（Ｆ２）、塩化水素（ＨＣｌ）等のガスが収容されている。ボンベ本体１０１は、第２軸線Ｏ２に沿って延びるとともに、第２軸線Ｏ２が上下方向に沿うように配置されている。
バルブ本体１０２は、ボンベ本体１０１の上端部に固定されている。バルブ本体１０２内には、図示しない開閉バルブが設けられている。
図３に示すように、口金１０３は円筒状に形成されている。口金１０３の外周面には、雄ネジ１０３ａが形成されている。図１及び図２に示すように、口金１０３は、バルブ本体１０２から第２軸線Ｏ２に交差する方向、すなわち水平面に沿って延びている。口金１０３内の空間は、バルブ本体１０２の開閉バルブを介してボンベ本体１０１内の空間に連通している。
バルブ本体１０２は、ボンベ本体１０１の上端部に固定されている。バルブ本体１０２内には、図示しない開閉バルブが設けられている。
図３に示すように、口金１０３は円筒状に形成されている。口金１０３の外周面には、雄ネジ１０３ａが形成されている。図１及び図２に示すように、口金１０３は、バルブ本体１０２から第２軸線Ｏ２に交差する方向、すなわち水平面に沿って延びている。口金１０３内の空間は、バルブ本体１０２の開閉バルブを介してボンベ本体１０１内の空間に連通している。
【0016】
開閉バルブは、閉状態になっている。口金１０３には、図示しないアウトレットキャップが取付けられている。アウトレットキャップは、チェーンを介してバルブ本体１０２等に接続されている。
【0017】
図３及び図４に示すように、バルブ・ナットユニット１１０は、ナット１１１と、配管１１２と、バルブケース１１３と、被把持部１１４と、を備える。なお、図３では、配管１１２のうちのスリーブ１１８のみを示している。
この例では、ナット１１１には、図４に示す六角ナットが用いられている。図３に示すように、ナット１１１における第１端部の内径は、第１端部以外の部分の内径よりも小さい。ナット１１１における第１端部とは反対側の第２端部の内周面には、雌ネジ１１１ａが形成されている。雌ネジ１１１ａは、口金１０３の雄ネジ１０３ａに嵌め合うことができる。
ナット１１１の第２端部の内周面における第１端部側の部分には、ベアリング１１７が取付けられている。ナット１１１としては、ベアリング内蔵の管継手を採用することにより、スラスト抵抗を低減することができる。
この例では、ナット１１１には、図４に示す六角ナットが用いられている。図３に示すように、ナット１１１における第１端部の内径は、第１端部以外の部分の内径よりも小さい。ナット１１１における第１端部とは反対側の第２端部の内周面には、雌ネジ１１１ａが形成されている。雌ネジ１１１ａは、口金１０３の雄ネジ１０３ａに嵌め合うことができる。
ナット１１１の第２端部の内周面における第１端部側の部分には、ベアリング１１７が取付けられている。ナット１１１としては、ベアリング内蔵の管継手を採用することにより、スラスト抵抗を低減することができる。
【0018】
図３に示すように、配管１１２は、自身の第１端部に、スリーブ１１８を有している。スリーブ１１８は、円管状の本体１１８ａと、本体１１８ａの端部に設けられた大径部１１８ｂと、を有する。
本体１１８ａは、ナット１１１の第１端部内に通されている。
大径部１１８ｂは、円環状に形成されている。大径部１１８ｂの外径は、本体１１８ａの外径よりも大きく、ナット１１１の第１端部の内径よりも大きい。大径部１１８ｂは、ナット１１１の第２端部内に配置されている。ナット１１１は、配管１１２に対して、配管１１２の軸線回りに回転可能である。
大径部１１８ｂにおけるナット１１１の外側を向く面には、ガスケット１２０が取付けられている。
本体１１８ａは、ナット１１１の第１端部内に通されている。
大径部１１８ｂは、円環状に形成されている。大径部１１８ｂの外径は、本体１１８ａの外径よりも大きく、ナット１１１の第１端部の内径よりも大きい。大径部１１８ｂは、ナット１１１の第２端部内に配置されている。ナット１１１は、配管１１２に対して、配管１１２の軸線回りに回転可能である。
大径部１１８ｂにおけるナット１１１の外側を向く面には、ガスケット１２０が取付けられている。
【0019】
ボンベ１００の口金１０３にナット１１１を締め付けると、ベアリング１１７が大径部１１８ｂに、配管１１２の第２端部側から接触するとともに、ガスケット１２０がスリーブ１１８の大径部１１８ｂと口金１０３の第１端部との間で締め付けられる。
ベアリング１１７が設けられていることで、スリーブ１１８とナット１１１との間に作用する摩擦力が低減され、スリーブ１１８に対してナット１１１を容易に回転させることができる。
以上のように、ナット１１１には、配管１１２が接続されている。配管１１２の第２端部は、バルブケース１１３に接続されている。
ベアリング１１７が設けられていることで、スリーブ１１８とナット１１１との間に作用する摩擦力が低減され、スリーブ１１８に対してナット１１１を容易に回転させることができる。
以上のように、ナット１１１には、配管１１２が接続されている。配管１１２の第２端部は、バルブケース１１３に接続されている。
【0020】
バルブケース１１３は、ケース１２１と、図示しないバルブと、を有する。
バルブは、ケース１２１に内蔵されている。バルブは、ケース１２１に供給されるガスの供給路を開閉する。
バルブケース１１３には、図示しない延長配管が接続され、延長配管は、図示しない被供給装置に接続されている。ボンベ１００内のガスは、バルブ・ナットユニット１１０の配管１１２、バルブケース１１３、及び延長配管を通して、被供給装置に供給される。
バルブは、ケース１２１に内蔵されている。バルブは、ケース１２１に供給されるガスの供給路を開閉する。
バルブケース１１３には、図示しない延長配管が接続され、延長配管は、図示しない被供給装置に接続されている。ボンベ１００内のガスは、バルブ・ナットユニット１１０の配管１１２、バルブケース１１３、及び延長配管を通して、被供給装置に供給される。
【0021】
図４に示すように、例えば、被把持部１１４は、側面視でＬ字状を呈している。被把持部１１４は、基台片１１４ａと、非把持片１１４ｂと、を有する。
基台片１１４ａは、上下方向に延びている。基台片１１４ａは、ケース１２１の側面に固定されている。非把持片１１４ｂは、基台片１１４ａの下端部から水平面に沿って延びている。
以上のように、被把持部１１４は、バルブケース１１３を介して配管１１２に設けられている。
基台片１１４ａは、上下方向に延びている。基台片１１４ａは、ケース１２１の側面に固定されている。非把持片１１４ｂは、基台片１１４ａの下端部から水平面に沿って延びている。
以上のように、被把持部１１４は、バルブケース１１３を介して配管１１２に設けられている。
【0022】
図１及び図２に示すように、キャビネット１３０は、筐体１３１と、支持台１３２と、ボンベ把持部１３３と、受け部１３４と、を有する。
筐体１３１は、側壁の１つが開口１３１ａである箱状に形成されている。
支持台１３２は、筐体１３１の底壁上に配置されている。例えば、支持台１３２は複数のローラ（不図示）を有している。複数のローラは、ボンベ１００のボンベ本体１０１を、ボンベ本体１０１の下方から支持する。
筐体１３１は、側壁の１つが開口１３１ａである箱状に形成されている。
支持台１３２は、筐体１３１の底壁上に配置されている。例えば、支持台１３２は複数のローラ（不図示）を有している。複数のローラは、ボンベ１００のボンベ本体１０１を、ボンベ本体１０１の下方から支持する。
【0023】
ボンベ把持部１３３は、筐体１３１の側壁に固定されている。ボンベ把持部１３３は、支持台１３２上のボンベ１００が倒れないように把持する。
受け部１３４は、支持台１３２上のボンベ１００に対する、開口１３１ａとは反対側に配置されている。受け部１３４が有するローラは、ボンベ１００のボンベ本体１０１の側面に接触する。
受け部１３４は、支持台１３２上のボンベ１００に対する、開口１３１ａとは反対側に配置されている。受け部１３４が有するローラは、ボンベ１００のボンベ本体１０１の側面に接触する。
【0024】
次に、着脱装置について説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態では、着脱装置１は、ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）と呼ばれる無人搬送車である。着脱装置１は、ボンベ１００の口金１０３に、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１を着脱させる装置である。
着脱装置１は、装置本体１０と、アーム１５と、３Ｄスキャナ（３次元形状測定部）２０と、ソケット２５と、回転駆動部（不図示）と、把持部３５と、調整部４０と、搬送部４５と、制御部５０と、を備える。
図１及び図２に示すように、本実施形態では、着脱装置１は、ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）と呼ばれる無人搬送車である。着脱装置１は、ボンベ１００の口金１０３に、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１を着脱させる装置である。
着脱装置１は、装置本体１０と、アーム１５と、３Ｄスキャナ（３次元形状測定部）２０と、ソケット２５と、回転駆動部（不図示）と、把持部３５と、調整部４０と、搬送部４５と、制御部５０と、を備える。
【0025】
装置本体１０は、着脱装置１の下部を構成する。
アーム１５には、公知の多関節アームが用いられている。アーム１５では、複数のリンク（腕）１６が、ジョイント（関節）１７を介して直列に接続されている。複数のリンク１６のうち、アーム１５の第１端部を構成するリンク１６Ａには、支持部１８が固定されている。複数のリンク１６のうち、アーム１５における第１端部とは反対側の端部である第２端部を構成するリンク１６Ｂは、装置本体１０の上部に固定されている。
アーム１５には、公知の多関節アームが用いられている。アーム１５では、複数のリンク（腕）１６が、ジョイント（関節）１７を介して直列に接続されている。複数のリンク１６のうち、アーム１５の第１端部を構成するリンク１６Ａには、支持部１８が固定されている。複数のリンク１６のうち、アーム１５における第１端部とは反対側の端部である第２端部を構成するリンク１６Ｂは、装置本体１０の上部に固定されている。
【0026】
例えば、ジョイント１７には、図示はしないが、角度駆動部が内蔵されている。角度駆動部は、ジョイント１７が接続される一対のリンク１６の接続角度を調節可能である。このため、アーム１５は、リンク１６Ｂに対する、支持部１８の位置及び向きを調節可能である。
【0027】
３Ｄスキャナ２０には、公知の構成の装置が用いられる。３Ｄスキャナ２０は、図示はしないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ等を有している。メモリには、ボンベ１００の口金１０３、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１及び被把持部１１４、アウトレットキャップ（以下では、口金１０３等とも言う）の形状等が記憶されている。３Ｄスキャナ２０は、口金１０３等の位置及び向き（姿勢）をそれぞれ検出する。
本実施形態では、３Ｄスキャナ２０、ソケット２５、及び把持部３５は、アーム１５の支持部１８に取付けられている。
３Ｄスキャナ２０は、検出結果を制御部５０に送る。
本実施形態では、３Ｄスキャナ２０、ソケット２５、及び把持部３５は、アーム１５の支持部１８に取付けられている。
３Ｄスキャナ２０は、検出結果を制御部５０に送る。
【0028】
図１及び図５に示すように、この例では、ソケット２５は、円筒状に形成されている。より詳しくは、ソケット２５の第１軸線Ｏ１方向に見たときに、ソケット２５はＣ字状を呈している。すなわち、図５に示すように、ソケット２５には、第１軸線Ｏ１回りの一部に、Ｏ字状の形状から切り欠かれた開口部２５ａが形成されている。開口部２５ａは、ソケット２５の径方向外側から第１軸線Ｏ１まで達している。
ソケット２５の開口部２５ａには、バルブ・ナットユニット１１０の配管１１２が挿通可能である。すなわち、開口部２５ａにおけるソケット２５の周方向の長さは、配管１１２の外径よりも大きい。
ソケット２５には、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１に嵌め合う六角形状の穴２５ｂが形成されている。ソケット２５は、ナット１１１に着脱可能である。
ソケット２５は、支持部材２６により、ソケット２５の第１軸線Ｏ１回りに回転可能に支持されている。支持部材２６は、アーム１５の支持部１８に取付けられている。すなわち、ソケット２５は、支持部材２６を介して支持部１８に取付けられている。
ソケット２５の開口部２５ａには、バルブ・ナットユニット１１０の配管１１２が挿通可能である。すなわち、開口部２５ａにおけるソケット２５の周方向の長さは、配管１１２の外径よりも大きい。
ソケット２５には、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１に嵌め合う六角形状の穴２５ｂが形成されている。ソケット２５は、ナット１１１に着脱可能である。
ソケット２５は、支持部材２６により、ソケット２５の第１軸線Ｏ１回りに回転可能に支持されている。支持部材２６は、アーム１５の支持部１８に取付けられている。すなわち、ソケット２５は、支持部材２６を介して支持部１８に取付けられている。
【0029】
なお、第１軸線Ｏ１方向に見たときに、ソケットは、コ字状、Ｕ字状、Ｖ字状等を呈してもよい。
【0030】
着脱装置１は、図示しないトルク測定部を備える。トルク測定部は、ソケット２５の第１軸線Ｏ１回りのトルクを測定する。トルク測定部は、検出結果を制御部５０に送る。
【0031】
図１に示すように、例えば、回転駆動部は、アーム１５の支持部１８に取付けられている。例えば、回転駆動部は、ジョイント１７の角度駆動部のように構成されている。回転駆動部は、後述する所定のトルクとなるようにソケット２５を第１軸線Ｏ１回りに回転させて、ナット１１１をボンベ１００の口金１０３に嵌め合わせる。
なお、回転駆動部が取付けられる位置は、アーム１５の支持部１８に限定されず、装置本体１０等でもよい。
なお、回転駆動部が取付けられる位置は、アーム１５の支持部１８に限定されず、装置本体１０等でもよい。
【0032】
図１及び図６に示すように、把持部３５は、一対の把持片３６と、把持駆動部３７と、を有する。把持駆動部３７は、一対の把持片３６を互いに接近させたり、互いに離間させたりする。把持部３５は、バルブ・ナットユニット１１０の被把持部１１４を着脱可能に把持する。
【0033】
図１及び図２に示すように、例えば、調整部４０は、一対の腕部４１と、一対のローラ４２と、ローラ駆動部（不図示）と、を有する。
一対の腕部４１は、装置本体１０の側面に、ボンベ１００のボンベ本体１０１を径方向に挟むように配置されている。各ローラ４２は、各腕部４１の先端部に回転可能に支持されている。各ローラ４２の回転軸線は上下方向に沿う。ローラ駆動部は、一対のローラ４２をそれぞれ同じ向きに回転させる。
調整部４０は、ボンベ１００の第２軸線Ｏ２回りの向きを調整可能である。
一対の腕部４１は、装置本体１０の側面に、ボンベ１００のボンベ本体１０１を径方向に挟むように配置されている。各ローラ４２は、各腕部４１の先端部に回転可能に支持されている。各ローラ４２の回転軸線は上下方向に沿う。ローラ駆動部は、一対のローラ４２をそれぞれ同じ向きに回転させる。
調整部４０は、ボンベ１００の第２軸線Ｏ２回りの向きを調整可能である。
【0034】
図１に示すように、搬送部４５は、複数の自在車輪４６と、複数の駆動車輪４７と、車輪駆動部（不図示）と、を有する。
複数の自在車輪４６及び複数の駆動車輪４７は、装置本体１０の下部に回転可能に支持されている。車輪駆動部は、複数の駆動車輪４７をそれぞれ回転させる。
搬送部４５は、装置本体１０、アーム１５、３Ｄスキャナ２０、ソケット２５、回転駆動部、把持部３５、調整部４０、及び制御部５０を、支持面Ｆ上で搬送する。
なお、搬送部４５が有する自在車輪４６の数、及び駆動車輪４７の数は、適宜設定される。
複数の自在車輪４６及び複数の駆動車輪４７は、装置本体１０の下部に回転可能に支持されている。車輪駆動部は、複数の駆動車輪４７をそれぞれ回転させる。
搬送部４５は、装置本体１０、アーム１５、３Ｄスキャナ２０、ソケット２５、回転駆動部、把持部３５、調整部４０、及び制御部５０を、支持面Ｆ上で搬送する。
なお、搬送部４５が有する自在車輪４６の数、及び駆動車輪４７の数は、適宜設定される。
【0035】
制御部５０は、図示はしないが、ＣＰＵ、メモリ等を有している。メモリには、回転駆動部に対応する予め定められた所定のトルク等の値、ＣＰＵを制御するための制御プログラム等が記憶されている。
制御部５０は、ジョイント１７の角度駆動部、３Ｄスキャナ２０、トルク測定部、回転駆動部、把持部３５の把持駆動部３７、調整部４０のローラ駆動部、及び搬送部４５の車輪駆動部に接続されている。制御部５０は、アーム１５のジョイント１７の角度駆動部、回転駆動部、把持部３５の把持駆動部３７、調整部４０のローラ駆動部、搬送部４５の車輪駆動部を制御する。
制御部５０は、ジョイント１７の角度駆動部、３Ｄスキャナ２０、トルク測定部、回転駆動部、把持部３５の把持駆動部３７、調整部４０のローラ駆動部、及び搬送部４５の車輪駆動部に接続されている。制御部５０は、アーム１５のジョイント１７の角度駆動部、回転駆動部、把持部３５の把持駆動部３７、調整部４０のローラ駆動部、搬送部４５の車輪駆動部を制御する。
【0036】
なお、着脱装置１は、公知の方法により、キャビネット１３０に対するボンベ１００の搬入及び搬出が可能である。
【0037】
次に、以上のように構成された着脱装置１の動作について説明する。
なお、図４に示すように、キャビネット１３０内における支持台１３２の脇には、口金１４０が配置されていることが好ましい。口金１４０は、ボンベ１００の口金１０３と同様に構成されている。口金１４０には、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１が着脱可能である。
予め、ボンベ１００の口金１０３に、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１が装着され、このボンベ１００内のガスの残量が基準値よりも少なくなった場合で説明する。
なお、図４に示すように、キャビネット１３０内における支持台１３２の脇には、口金１４０が配置されていることが好ましい。口金１４０は、ボンベ１００の口金１０３と同様に構成されている。口金１４０には、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１が着脱可能である。
予め、ボンベ１００の口金１０３に、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１が装着され、このボンベ１００内のガスの残量が基準値よりも少なくなった場合で説明する。
【0038】
ガスの残量が少なくなったボンベ１００は、キャビネット１３０において、筐体１３１内で支持台１３２上に配置されている。ボンベ１００は、ボンベ把持部１３３により把持されている。
【0039】
まず、作業者は、バルブ・ナットユニット１１０の配管１１２内に窒素ガスを流す等して洗浄する。
制御部５０は、搬送部４５の車輪駆動部を駆動して、ガスの残量が少なくなったボンベ１００に、着脱装置１を近づける。アーム１５の角度駆動部を駆動して、リンク１６Ｂに対する支持部１８の位置及び向きを調節し、図４に示すように、３Ｄスキャナ２０が、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１及び被把持部１１４を視認可能となるように配置する。
３Ｄスキャナ２０は、メモリに記憶されているナット１１１及び被把持部１１４の形状等に基づいて、公知の画像解析技術により、ナット１１１及び被把持部１１４の位置及び向きをそれぞれ検出する。３Ｄスキャナ２０は、検出結果を制御部５０に送る。
制御部５０は、搬送部４５の車輪駆動部を駆動して、ガスの残量が少なくなったボンベ１００に、着脱装置１を近づける。アーム１５の角度駆動部を駆動して、リンク１６Ｂに対する支持部１８の位置及び向きを調節し、図４に示すように、３Ｄスキャナ２０が、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１及び被把持部１１４を視認可能となるように配置する。
３Ｄスキャナ２０は、メモリに記憶されているナット１１１及び被把持部１１４の形状等に基づいて、公知の画像解析技術により、ナット１１１及び被把持部１１４の位置及び向きをそれぞれ検出する。３Ｄスキャナ２０は、検出結果を制御部５０に送る。
【0040】
制御部５０は、３Ｄスキャナ２０の検出結果に基づいて、アーム１５の角度駆動部を駆動して、図６に示すように、バルブ・ナットユニット１１０の配管１１２をソケット２５の開口部２５ａに挿通させる。
そして、図７に示すように、ナット１１１をソケット２５に装着させた後で、把持部３５の把持駆動部３７を駆動して、一対の把持片３６で被把持部１１４の非把持片１１４ｂを把持する。このとき、ナット１１１の向きに応じてソケット２５の第１軸線Ｏ１回りの向きを調節した後で、ナット１１１をソケット２５に装着させる。
制御部５０は、回転駆動部を駆動してソケット２５を回転させ、口金１０３からナット１１１を取外す。このとき、口金１０３の雄ネジ１０３ａの螺線形状に応じて、ソケット２５を口金１０３から離間する方向（一対の把持片３６に近づく方向）に移動させながら、口金１０３からナット１１１を取外すことが好ましい。
そして、図７に示すように、ナット１１１をソケット２５に装着させた後で、把持部３５の把持駆動部３７を駆動して、一対の把持片３６で被把持部１１４の非把持片１１４ｂを把持する。このとき、ナット１１１の向きに応じてソケット２５の第１軸線Ｏ１回りの向きを調節した後で、ナット１１１をソケット２５に装着させる。
制御部５０は、回転駆動部を駆動してソケット２５を回転させ、口金１０３からナット１１１を取外す。このとき、口金１０３の雄ネジ１０３ａの螺線形状に応じて、ソケット２５を口金１０３から離間する方向（一対の把持片３６に近づく方向）に移動させながら、口金１０３からナット１１１を取外すことが好ましい。
【0041】
制御部５０は、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１を、口金１４０に嵌め合わせる。
作業者は、ガスの残量が少なくなったボンベ１００において、バルブ本体１０２の開閉バルブを閉じ、口金１０３にアウトレットキャップを取付ける。このボンベ１００からボンベ把持部１３３を取外す。作業者は、公知の台車等により、このボンベ１００を、キャビネット１３０から搬出する。
例えば、作業者は、前記台車等により、キャビネット１３０の支持台１３２上に、ガスが充分に充填された新しいボンベ１００を配置（搬入）する。ボンベ１００を、ボンベ把持部１３３により把持する。ボンベ１００のボンベ本体１０１の背面側の側面に、受け部１３４のローラを接触させる。
作業者は、ガスの残量が少なくなったボンベ１００において、バルブ本体１０２の開閉バルブを閉じ、口金１０３にアウトレットキャップを取付ける。このボンベ１００からボンベ把持部１３３を取外す。作業者は、公知の台車等により、このボンベ１００を、キャビネット１３０から搬出する。
例えば、作業者は、前記台車等により、キャビネット１３０の支持台１３２上に、ガスが充分に充填された新しいボンベ１００を配置（搬入）する。ボンベ１００を、ボンベ把持部１３３により把持する。ボンベ１００のボンベ本体１０１の背面側の側面に、受け部１３４のローラを接触させる。
【0042】
制御部５０は、搬送部４５の車輪駆動部を駆動して着脱装置１を搬送させ、調整部４０の一対のローラ４２を、ボンベ１００のボンベ本体１０１の正面側の側面に接触させる。すなわち、受け部１３４のローラ及び調整部４０の一対のローラ４２で、ボンベ１００のボンベ本体１０１を挟む。
３Ｄスキャナ２０は、ボンベ１００の口金１０３の位置及び向きを検出する。制御部５０は、３Ｄスキャナ２０の検出結果に基づいて、調整部４０のローラ駆動部を駆動して一対のローラ４２を回転させ、ボンベ１００の口金１０３の向きを、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１が嵌め合わせやすいように調節する。
ボンベ１００が支持台１３２上に配置されているため、ボンベ１００を第２軸線Ｏ２回りに回転させることが容易である。
着脱装置１は、ボンベ１００の口金１０３からアウトレットキャップを取外す。
３Ｄスキャナ２０は、ボンベ１００の口金１０３の位置及び向きを検出する。制御部５０は、３Ｄスキャナ２０の検出結果に基づいて、調整部４０のローラ駆動部を駆動して一対のローラ４２を回転させ、ボンベ１００の口金１０３の向きを、バルブ・ナットユニット１１０のナット１１１が嵌め合わせやすいように調節する。
ボンベ１００が支持台１３２上に配置されているため、ボンベ１００を第２軸線Ｏ２回りに回転させることが容易である。
着脱装置１は、ボンベ１００の口金１０３からアウトレットキャップを取外す。
【0043】
３Ｄスキャナ２０は、口金１４０に取付けられているバルブ・ナットユニット１１０のナット１１１及び被把持部１１４の位置及び向きをそれぞれ検出する。
制御部５０は、前述のように、口金１４０からバルブ・ナットユニット１１０を取外す。作業者は、バルブ・ナットユニット１１０のガスケット１２０を適宜交換する。
制御部５０は、トルク測定部による検出結果を確認しながら、回転駆動部を駆動して、ソケット２５を第１軸線Ｏ１回りに回転させる。そして、ナット１１１を所定のトルクとなるように、新しいボンベ１００の口金１０３に嵌め合わせる。
制御部５０は、前述のように、口金１４０からバルブ・ナットユニット１１０を取外す。作業者は、バルブ・ナットユニット１１０のガスケット１２０を適宜交換する。
制御部５０は、トルク測定部による検出結果を確認しながら、回転駆動部を駆動して、ソケット２５を第１軸線Ｏ１回りに回転させる。そして、ナット１１１を所定のトルクとなるように、新しいボンベ１００の口金１０３に嵌め合わせる。
【0044】
作業者は、バルブ・ナットユニット１１０の配管１１２内に窒素ガスを流す等の気密試験を行う。新しいボンベ１００において、バルブ本体１０２の開閉バルブを開く。すると、バルブ・ナットユニット１１０の配管１１２、バルブケース１１３、延長配管を通して、被供給装置に、新しいボンベ１００内のガスが供給される。
なお、ボンベ１００の搬出及び搬入を、公知の自動搬送システムにより自動的に行ってもよい。
なお、ボンベ１００の搬出及び搬入を、公知の自動搬送システムにより自動的に行ってもよい。
【0045】
以上説明したように、本実施形態の着脱装置１では、制御部５０は、３Ｄスキャナ２０の検出結果に基づいて、アーム１５を駆動して、アーム１５の第２端部に対する支持部１８の位置及び向きを調節することにより、配管１１２をソケット２５の開口部２５ａに挿通させるとともに、ソケット２５をナット１１１に装着させる。そして、制御部５０は、回転駆動部を駆動して、ソケット２５を第１軸線Ｏ１回りに回転させて、ナット１１１を所定のトルクとなるようにボンベ１００の口金１０３に嵌め合わせる。
従って、着脱装置１により、自動的に、ボンベ１００の口金１０３に配管１１２が接続されたナット１１１を、所定のトルクで嵌め合わせることができる。
従って、着脱装置１により、自動的に、ボンベ１００の口金１０３に配管１１２が接続されたナット１１１を、所定のトルクで嵌め合わせることができる。
【0046】
配管１１２には被把持部１１４が設けられ、着脱装置１は把持部３５を備える。把持部３５で被把持部１１４を把持すると、把持部３５に対して支持部１８を介して取付けられているソケット２５に対するナット１１１の位置が保持される。このため、口金１０３に着脱させるナット１１１の動きを安定させることができる。
着脱装置１は、調整部４０を備える。従って、第２軸線Ｏ２周りに口金１０３が延びる向きを調整することができる。
着脱装置１は、調整部４０を備える。従って、第２軸線Ｏ２周りに口金１０３が延びる向きを調整することができる。
【0047】
３Ｄスキャナ２０は、アーム１５の支持部１８に取付けられている。このため、３Ｄスキャナ２０は、ソケット２５と一体となって移動する。この３Ｄスキャナ２０により、口金１０３の位置及び向きを検出することで、配管１１２をソケット２５の開口部２５ａに挿通しやすくし、ナット１１１をソケット２５に装着しやすくすることができる。
着脱装置１は、搬送部４５を備える。このため、搬送部４５により支持面Ｆ上で、アーム１５、３Ｄスキャナ２０、ソケット２５、回転駆動部、及び制御部５０等を、自動的に搬送することができる。
着脱装置１は、搬送部４５を備える。このため、搬送部４５により支持面Ｆ上で、アーム１５、３Ｄスキャナ２０、ソケット２５、回転駆動部、及び制御部５０等を、自動的に搬送することができる。
【0048】
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、３Ｄスキャナ２０は、装置本体１０等に取付けられてもよい。
着脱装置１は、装置本体１０、把持部３５、調整部４０、及び搬送部４５を備えなくてもよい。この場合、例えば、アーム１５の第２端部を台車に固定し、作業者が台車を搬送してもよい。
例えば、前記実施形態では、３Ｄスキャナ２０は、装置本体１０等に取付けられてもよい。
着脱装置１は、装置本体１０、把持部３５、調整部４０、及び搬送部４５を備えなくてもよい。この場合、例えば、アーム１５の第２端部を台車に固定し、作業者が台車を搬送してもよい。
【0049】
着脱装置１による処理の対象となるボンベ１００は、キャビネット１３０内でなく、支持面Ｆ上に配置されてもよい。
バルブ・ナットユニット１１０は、バルブケース１１３及び被把持部１１４を備えなくてもよい。
バルブ・ナットユニット１１０は、バルブケース１１３及び被把持部１１４を備えなくてもよい。
【符号の説明】
【0050】
１ 着脱装置
１５ アーム
１８ 支持部
２０ ３Ｄスキャナ（３次元形状測定部）
２５ ソケット
２５ａ 開口部
３５ 把持部
４０ 調整部
４５ 搬送部
５０ 制御部
１００ ボンベ
１０３ 口金
１１１ ナット
１１２ 配管
１１４ 被把持部
Ｆ 支持面
Ｏ１ 第１軸線
Ｏ２ 第２軸線
１５ アーム
１８ 支持部
２０ ３Ｄスキャナ（３次元形状測定部）
２５ ソケット
２５ａ 開口部
３５ 把持部
４０ 調整部
４５ 搬送部
５０ 制御部
１００ ボンベ
１０３ 口金
１１１ ナット
１１２ 配管
１１４ 被把持部
Ｆ 支持面
Ｏ１ 第１軸線
Ｏ２ 第２軸線
【要約】
【課題】自動的に、ボンベの口金に配管が接続されたナットを、所定のトルクで嵌め合わせることができる着脱装置を提供する。
【解決手段】ボンベ１００の口金１０３に、配管が接続されたナットを着脱させる着脱装置１であって、ナットの位置及び向きを検出する３次元形状測定部２０と、自身の開口部２５ａに配管が挿通可能であるとともに、ナットに着脱可能なソケット２５と、ソケットの第１軸線回りのトルクが、予め定められた所定のトルクとなるようにソケットを第１軸線回りに回転させてナットを口金に嵌め合わせる回転駆動部と、ソケットが取付けられた支持部１８を、自身の第１端部に有し、自身の第２端部に対する、支持部の位置及び向きを調節可能なアーム１５と、回転駆動部及びアームを制御する制御部５０と、を備え、開口部は、ソケットにおける第１軸線回りの一部に形成されている。
【選択図】図１
【解決手段】ボンベ１００の口金１０３に、配管が接続されたナットを着脱させる着脱装置１であって、ナットの位置及び向きを検出する３次元形状測定部２０と、自身の開口部２５ａに配管が挿通可能であるとともに、ナットに着脱可能なソケット２５と、ソケットの第１軸線回りのトルクが、予め定められた所定のトルクとなるようにソケットを第１軸線回りに回転させてナットを口金に嵌め合わせる回転駆動部と、ソケットが取付けられた支持部１８を、自身の第１端部に有し、自身の第２端部に対する、支持部の位置及び向きを調節可能なアーム１５と、回転駆動部及びアームを制御する制御部５０と、を備え、開口部は、ソケットにおける第１軸線回りの一部に形成されている。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】