JP2023020204A - 液体供給装置および液体供給装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】過大な駆動力および把持力を有する把持機構を用いることなくソケット側液体流路とプラグ側液体流路とを連結する。【解決手段】プラグ側液体流路１１を有するプラグ１０と、ソケット側液体流路２１ａを有するソケット２０と、を備え、プラグ１０は、固定溝１２ａを有する溝部１２を有し、ソケット２０は、ソケット側液体流路２１ａを有する本体部２１と、ロボットにより把持される把持部２２と、把持部２２に対する本体部２１の位置を調整するスリーブ部材２３と、を有し、本体部２１の先端は、ソケット軸線Ｚｐ１回りに円環状に延びるとともにロックボール２１Ａａを有し、スリーブ部材２３は、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定された連結状態と、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定されない解除状態と、を切り替える液体供給装置を提供する。【選択図】図１０

Description

本発明は、液体供給装置および液体供給装置の制御方法に関するものである。

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。

特開２０１８－２０７９３号公報

特許文献１に開示される液体供給装置は、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際に、作業者がソケットを把持してプラグに取り付ける作業を行う必要がある。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う場合には作業者が危険に晒される可能性がある。

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、ソケットを把持するロボットハンドを用い、プラグにソケットを取り付ける作業を自動化することが考えられる。例えば、特許文献１に開示されるプラグの位置を予め記憶しておき、記憶した位置にソケットをロボットハンドにより移動させることが考えられる。

しかしながら、ソケットを把持するロボットハンドによりソケットをプラグに固定するには、ソケットをプラグに固定するための過大な駆動力を有するロボットハンドが必要となる。また、ロボットハンドによりソケットをプラグに対して正確に位置決めするには、ソケットの姿勢が変化しないようにロボットハンドがソケットを過大な把持力で把持する必要がある。

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、過大な駆動力および把持力を有する把持機構を用いることなく、ソケットが有するソケット側固定部をプラグが有するプラグ側固定部に固定してソケット側液体流路とプラグ側液体流路とを連結することが可能な液体供給装置および液体供給装置の制御方法を提供することを目的とする。

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液体供給装置は、液体収納容器の上面に設けられる開口部に固定されるとともにプラグ軸線に沿って延びるプラグ側液体流路を有するプラグと、前記プラグに着脱可能に取り付けられるとともにソケット軸線に沿って延びるソケット側液体流路を有するソケットと、を備える液体供給装置であって、前記プラグは、前記プラグ軸線回りに円環状に延びるとともにプラグ側固定部を有する溝部を有し、前記ソケットは、前記ソケット軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記ソケット側液体流路を有する本体部と、前記ソケット軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記ソケットを把持する把持機構により把持される把持部と、前記把持部に対する前記本体部の前記ソケット軸線上の位置を調整する調整部と、を有し、前記本体部の先端は、前記ソケット軸線回りに円環状に延びるとともにソケット側固定部を有し、前記ソケット側固定部が前記プラグ側固定部に固定されて前記ソケット側液体流路と前記プラグ側液体流路とが連結された連結状態と、前記ソケット側固定部が前記プラグ側固定部に固定されない解除状態と、を切り替える。

本発明の一態様に係る液体供給装置によれば、ソケットは、把持機構により把持部が把持され、ソケット側液体流路を有する本体部の先端が、プラグ軸線回りに円環状に延びる溝部に挿入される。ソケットは、調整部により、ソケット側固定部がプラグ側固定部に固定されてソケット側液体流路とプラグ側液体流路とが連結された連結状態と、ソケット側固定部がプラグ側固定部に固定されない解除状態と、を切り替える。

本発明の一態様に係る液体供給装置によれば、ソケットが有する調整部が把持部に対する本体部のソケット軸線上の位置を調整することにより解除状態が連結状態に切り替えられるため、ソケットを把持する把持機構がソケットをプラグに固定するための駆動力をソケットに付与する必要がない。そのため、過大な駆動力および把持力を有する把持機構を用いることなく、ソケットが有するソケット側固定部をプラグが有するプラグ側固定部に固定してソケット側液体流路とプラグ側液体流路とを連結することができる。

本発明の一態様に係る液体供給装置において、前記調整部を前記ソケット軸線に沿って前記本体部の先端に向けて付勢する付勢部材を備え、前記調整部は、前記ソケット軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記本体部の外周面に沿って前記本体部に対して移動可能に配置され、前記付勢部材による付勢力により前記ソケット側固定部を前記プラグ側固定部に固定して前記連結状態とし、前記本体部に対して前記付勢力に対向する方向に移動して前記連結状態を前記解除状態に切り替える構成としてもよい。

本構成に係る液体供給装置によれば、付勢部材により本体部の先端側に付勢された調整部を付勢力に対向する方向に移動させることにより、ソケット側固定部がプラグ側固定部に固定された状態を解除することができる。したがって、作業者が介在することなく、連結状態を解除状態に切り替えてソケットをプラグから取り外すことができる。

上記構成の液体供給装置において、前記把持部の内周側には、前記ソケット軸線回りに環状に形成される凹所が形成されており、前記調整部は、前記凹所を閉塞するように配置されるとともに前記凹所の底面に接触するように前記ソケット軸線に直交する径方向に突出するフランジ部を有し、前記フランジ部よりも前記本体部の基端側に第１空間（Ｓ１）が形成されるとともに前記フランジ部よりも前記本体部の先端側に第２空間（Ｓ２）が形成されており、前記調整部は、前記第１空間に圧縮気体を供給することにより前記解除状態を前記連結状態に切り替え、前記第２空間に圧縮気体を供給することにより前記連結状態を前記解除状態に切り替える態様としてもよい。

本態様に係る液体供給装置によれば、調整部のフランジ部よりも本体部の基端側の第１空間に圧縮気体を供給することにより、フランジ部を本体部の基端側から先端側に向けて移動させ、解除状態を連結状態に切り替えることができる。また、調整部のフランジ部よりも本体部の先端側の第２空間に圧縮気体を供給することにより、フランジ部を本体部の先端側から基端側に向けて移動させ、連結状態を解除状態に切り替えることができる。

本態様の液体供給装置において、前記把持部は、前記凹所の底面を形成する金属製の第１円筒部材と、前記第１円筒部材の外周面に接触するように配置される樹脂製の第２円筒部材と、を有するものとしてもよい。
凹所の底面を形成する第１円筒部材が金属製であるため、把持機構により高い把持力を付与したとしても第１円筒部材が変形しない。そのため、第１円筒部材が変形することによってフランジ部の移動が妨げられることがない。また、第２円筒部材が樹脂製であるため、ソケットを軽量化することができる。

本発明の一態様に係る液体供給装置において、前記連結状態および前記解除状態を検出する検出部を備える構成としてもよい。
本構成の液体供給装置によれば、検出部により、解除状態から連結状態への切り替えと連結状態から解除状態への切り替えを適切に検出することができる。

上記構成の液体供給装置において、前記検出部は、前記本体部に取り付けられる磁石と、前記把持部に対する前記ソケット軸線上の位置が固定されるとともに前記磁石が近接した位置に配置される状態かどうかを出力する磁気センサと、を有し、前記磁気センサの出力に応じて前記連結状態および前記解除状態を検出する態様としてもよい。
本態様の液体供給装置によれば、本体部に取り付けられる磁石が近接した位置に配置される状態かどうかを出力する磁気センサの出力に応じて連結状態および解除状態を適切に検出することができる。

本発明の一態様に係る液体供給装置の制御方法は、液体収納容器の上面に設けられる開口部に固定されるとともにプラグ軸線に沿って延びるプラグ側液体流路を有するプラグと、ソケット軸線に沿って延びるソケット側液体流路を有するソケットと、を備える液体供給装置の制御方法であって、前記プラグは、前記プラグ軸線回りに円環状に延びるとともにプラグ側固定部を有する溝部を有し、前記ソケットは、前記ソケット軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記ソケット側液体流路を有する本体部と、前記ソケット軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記ソケットを把持する把持機構により把持される把持部と、前記本体部の先端は、前記ソケット軸線回りに円環状に延びるとともにソケット側固定部を有し、前記把持部に対する前記本体部の前記ソケット軸線上の位置を制御し、前記ソケット側固定部が前記プラグ側固定部に固定されない解除状態を前記ソケット側固定部が前記プラグ側固定部に固定されて前記ソケット側液体流路と前記プラグ側液体流路とが連結された連結状態に切り替える連結工程と、前記把持部に対する前記本体部の前記ソケット軸線上の位置を制御し、前記連結状態を前記解除状態に切り替える解除工程と、を備える。

本発明の一態様に係る液体供給装置の制御方法によれば、連結工程においては、把持部に対する本体部のソケット軸線上の位置が制御され、解除状態が連結状態に切り替えられる。解除工程においては、本体部の先端が溝部に挿入された状態で、把持部に対する本体部のソケット軸線上の位置が制御され、連結状態が解除状態に切り替えられる。

本発明の一態様に係る液体供給装置の制御方法によれば、連結工程において、把持部に対する本体部のソケット軸線上の位置を制御することにより解除状態が連結状態に切り替えられるため、ソケットを把持する把持機構がソケットをプラグに固定するための駆動力をソケットに付与する必要がない。また、解除工程において、把持部に対する本体部のソケット軸線上の位置を制御することにより連結状態が解除状態に切り替えられるため、ソケットを把持する把持機構がソケットをプラグから取り外すための駆動力をソケットに付与する必要がない。したがって、過大な駆動力および把持力を有する把持機構を用いることなく、ソケットが有するソケット側固定部をプラグが有するプラグ側固定部に固定してソケット側液体流路とプラグ側液体流路とを連結することができる。

本発明によれば、過大な駆動力および把持力を有する把持機構を用いることなく、ソケットが有するソケット側固定部をプラグが有するプラグ側固定部に固定してソケット側液体流路とプラグ側液体流路とを連結することが可能な液体供給装置および液体供給装置の制御方法を提供することができる。

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、ロボットがソケットを把持して搬送する状態を示す。 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、ロボットがソケットをプラグの近傍に配置した状態を示す。 図１に示す液体供給装置を上方からみた平面図であり、ロボットがソケットを把持して搬送する状態を示す。 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る。 ソケット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。 ソケットをプラグへ挿入した状態を示す部分断面図である。 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。 ソケットを上方からみた平面図である。 図８に示すソケットのＡ－Ａ矢視断面図であり、ソケットがプラグに固定されない解除状態を示す。 図８に示すソケットのＢ－Ｂ矢視断面図であり、ソケットがプラグに固定されない解除状態を示す。 図８に示すソケットのＡ－Ａ矢視断面図であり、ソケットがプラグに固定された連結状態を示す。 図８に示すソケットのＢ－Ｂ矢視断面図であり、ソケットがプラグに固定された連結状態を示す。 解除状態を連結状態に切り替える際のソケットおよびプラグを示す部分縦断面図である。 連結状態を解除状態に切り替える際のソケットおよびプラグを示す部分縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態の液体供給装置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がソケット２０を把持して搬送する状態を示す。図２は、ロボット３０がソケット２０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がソケット２０を把持して搬送する状態を示す。

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。

図１から図３に示すように、液体供給装置１００は、プラグ（第１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、制御部５０と、を備える。

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。

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。

図５は、ソケット２０をプラグ１０の近傍へ移動した状態を示す部分断面図である。図５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（ソケット側固定部）２１Ａａを固定するための固定溝（プラグ側固定部）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。

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本体部２１を有する。本体部２１は、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。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。

図５に示すように、ソケット２０の本体部２１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。ソケット２０の詳細な構造については後述する。

図１から図２３に示すように、ロボット３０は、ソケット２０を把持するとともにソケット２０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。

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。

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。

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５０に伝達する。

制御部５０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。

次に、図４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にソケット２０を取り付ける処理を示す。図４に示す各処理は、制御部５０が制御プログラムを実行することにより行われる。

ステップＳ１０１で、制御部５０は、図３に示す設置台ＴＢに設置されたソケット２０を把持するようロボット３０を制御する。制御部５０は、設置台ＴＢに設置されたソケット２０の位置を予め記憶しておき、ハンド部３１をソケット２０の近傍の位置へ移動させ、ソケット２０を把持させる。

ステップＳ１０２（把持工程）で、制御部５０は、ハンド部３１がソケット２０を把持した状態で、ソケット２０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５０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本体部２１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、ソケット２０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の向きとソケット軸線Ｚｓ１の向きとが一致する姿勢となるようにハンド部３１を調整し、ソケット２０を把持する。

ステップＳ１０３（挿入工程）で、制御部５０は、ソケット２０の本体部２１の先端をプラグ１０の溝部１２へ挿入するようロボット３０を制御する。ロボット３０は、本体部２１の先端をプラグ１０の溝部１２へ向けて挿入するようにプラグ軸線Ｚｐ１に沿ってハンド部３１を移動させる。

図６は、ソケット２０をプラグ１０へ挿入した状態を示す部分断面図である。図６に示すように、ロボット３０は、プラグ軸線Ｚｐ１上の固定溝１２ａから所定距離（第１所定距離）Ｌ１だけ離れた位置にロックボール２１Ａａが配置されるように本体部２１の先端を溝部１２に挿入する。本体部２１の先端がプラグ１０の溝部１２へ挿入されると、図６に示す状態となる。

ステップＳ１０４（連結工程）で、制御部５０は、ソケット２０をプラグ１０に固定するようソケット２０を制御する。ソケット２０は、本体部２１の先端をプラグ１０の溝部１２の底部に向けて移動させるスリーブ部材（調整部）２３を有する。スリーブ部材２３は、本体部２１の先端が溝部１２に挿入された状態で、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定された連結状態と、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定されない解除状態とを切り替える部材である。

ステップＳ１０４（連結工程）で、制御部５０は、本体部２１の先端が溝部１２に挿入された状態で、ロボット３０のハンド部３１に対する本体部２１の先端のソケット軸線Ｚｓ１上の位置を制御し、解除状態を連結状態に切り替える。制御部５０は、後述する検出部２９が連結状態を検出する場合に、解除状態が連結状態に切り替えられたことを認識し、ステップＳ１０５に処理を進める。

図７は、ソケット２０をプラグ１０に固定した状態を示す部分断面図である。図７に示すように、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに配置されると、スプリング２４の付勢力により、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定された状態となる。そのため、スプリング２４の付勢力に打ち勝つ上方へ向けた力を付与しない限り、ソケット２０がプラグ１０に固定された状態が維持される。

図６に示すように、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに配置されない状態では、バルブ２５がベローズ２６に接触し、ソケット側液体流路２１ａの下端が封止された状態となる。一方、図７に示すように、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに配置された状態では、ベローズ２６がプラグ１０の先端と接触し、それに応じてバルブ２５がベローズ２６から離間する。これにより、ソケット側液体流路２１ａの封止が解除されて図７に示す状態となり、ソケット側液体流路２１ａとプラグ側液体流路１１とが連結される。

ステップＳ１０５で、制御部５０は、ハンド部３１がソケット２０を把持した状態を解除し、ハンド部３１を所定の待機位置に移動させるようロボット３０を制御する。

ステップＳ１０６で、制御部５０は、液体配管ＬＬ１に接続されたポンプ（図示略）を動作させ、液体収納容器２００に収納された液体の供給先装置への供給を開始する。制御部５０は、液体収納容器２００から取り出された液体の容積に相当するガス（例えば、空気や窒素）を液体収納容器２００に供給するようガス配管ＧＬ１に接続されたガス供給源（図示略）を制御する。

ガス配管ＧＬ１からソケット２０に供給されたガスは、ソケット２０の内部を流通し、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。プラグ側液体流路１１の上端へ到達した液体は、ソケット側液体流路２１ａを介して液体配管ＬＬ１に導かれる。液体配管ＬＬ１に導かれた液体は、供給先装置に供給される。以上により、液体供給装置１００による供給先装置への液体の供給が開始される。

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。ステップＳ１０７～ステップＳ１１１の処理は、液体収納容器２００を交換するために、プラグ１０からソケット２０を取り外す処理である。

ステップＳ１０７で、制御部５０は、液体配管ＬＬ１に接続されたポンプの動作と、ガス配管ＧＬ１に接続されたガス供給源からソケット２０へのガスの供給を停止するよう制御する。ポンプの動作が停止されると、液体収納容器２００から液体配管ＬＬ１への液体の供給が停止される。

ステップＳ１０８で、制御部５０は、ハンド部３１を所定の待機位置からソケット２０を把持可能な位置に移動させ、ハンド部３１によりソケット２０を把持するようロボット３０を制御する。ハンド部３１がソケット２０を把持すると、図７に示す状態となる。

ステップＳ１０９（解除工程）で、制御部５０は、本体部２１の先端が溝部１２に挿入された状態で、把持部２２に対する本体部２１のソケット軸線Ｚｓ１上の位置を制御し、連結状態を解除状態に切り替える。制御部５０は、ロボット３０のハンド部３１により把持される把持位置に対するロックボール２１Ａａのソケット軸線Ｚｓ１上の位置を調整し、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに配置されない状態とする。制御部５０は、後述する検出部２９が解除状態を検出する場合に、連結状態が解除状態に切り替えられたことを認識し、ステップＳ１１０に処理を進める。

スリーブ部材２３は、スプリング２４の付勢力に打ち勝つ上方へ向けた力を付与してスプリング２４を収縮させる。スプリング２４が収縮すると、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定された状態が解除され、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａから離れた位置へ移動し、図６に示す状態となる。その後、制御部５０は、ソケット２０をプラグ１０から引き抜くようロボット３０を制御する。ロボット３０は、本体部２１の先端をプラグ１０の溝部１２から引き抜くようにプラグ軸線Ｚｐ１に沿ってハンド部３１を移動させる。

ステップＳ１１０で、制御部５０は、ハンド部３１がソケット２０を把持した状態で、ハンド部３１を設置台ＴＢに設置された洗浄容器ＷＣに移動させるようロボット３０を制御する。洗浄容器ＷＣには、ソケット２０に付着した液体を洗浄する洗浄液（例えば、純水）が貯留されている。

ソケット２０を洗浄液に浸漬させることにより、ソケット２０に付着した液体がスラリー等の大気に触れると凝固する薬液である場合に、薬液がソケット２０に付着したまま乾燥して凝固することを防止することができる。なお、洗浄容器ＷＣに常に新たな洗浄液が供給される状態とし、ソケット２０が汚染されない状態を維持することが望ましい。

ステップＳ１１１で、制御部５０は、ハンド部３１がソケット２０を把持した状態を解除してハンド部３１がソケット２０を離すようにロボット３０を制御する。その後、制御部５０は、ハンド部３１が所定の待機位置へ移動するようロボット３０を制御する。以上により、プラグ１０からソケット２０を取り外す動作が完了する。

次に、図８から図１４を参照して、ソケット２０の構造について詳細に説明する。図８から図１４に示すように、ソケット２０は、本体部２１と、把持部２２と、スリーブ部材２３と、スプリング（付勢部材）２４と、バルブ２５と、ベローズ２６と、スプリング２７と、支持部材２８と、検出部２９と、を有する。

図９に示すように、本体部２１は、ソケット本体２１Ａと、シールコア２１Ｂと、フィッティング２１Ｃと、を有する。ソケット本体２１Ａは、本体部２１の先端側に配置され、フィッティング２１Ｃはソケット本体２１Ａの基端側に配置される。シールコア２１Ｂは、ソケット本体２１Ａとフィッティング２１Ｃとの間に配置され、ソケット本体２１Ａとフィッティング２１Ｃとを連結する。本体部２１は、樹脂材料（例えば、フッ素樹脂材料）により形成されている。

シールコア２１Ｂの本体部２１の先端側には、バルブ２５およびベローズ２６が固定されている。ベローズ２６は、ソケット軸線Ｚｓ１に沿って伸縮可能であり、スプリング２７によりシールコア２１Ｂから本体部２１の先端に向けて付勢されている。

把持部２２は、ソケット軸線Ｚｓ１に沿って略円筒状に形成されるとともにソケット２０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２２の内周側には、ソケット軸線Ｚｓ１回りに環状に形成される凹所２２ａが形成されている。把持部２２の外周側には、ソケット軸線Ｚｓ１回りに環状に形成される凹所２２ｂが形成されている。凹所２２ｂは、ハンド部３１により把持される部分である。

把持部２２は、シリンダーガイド（第１円筒部材）２２Ａと、シリンダーボディ（第２円筒部材）２２Ｂと、上側シリンダーカバー２２Ｃと、下側シリンダーカバー２２Ｄと、を有する。

シリンダーガイド２２Ａは、ソケット軸線Ｚｓ１回りに円筒状に延びる部材であり、金属材料（例えば、ステンレス鋼）により形成されている。シリンダーガイド２２Ａの内周面は、凹所２２ａの底面２２ａ１を形成する。

シリンダーボディ２２Ｂは、ソケット軸線Ｚｓ１回りに円筒状に延びる部材であり、樹脂材料（例えば、フッ素樹脂材料）により形成されている。シリンダーボディ２２Ｂは、シリンダーガイド２２Ａの外周面に接触するように配置される。

上側シリンダーカバー２２Ｃは、ソケット軸線Ｚｓ１回りに円板状に形成される部材であり、樹脂材料（例えば、フッ素樹脂材料）により形成されている。上側シリンダーカバー２２Ｃは、シリンダーボディ２２Ｂの上方に固定されるとともに凹所２２ａを封止するようにスリーブ部材２３の外周面に接触して配置される。

下側シリンダーカバー２２Ｄは、ソケット軸線Ｚｓ１回りに円板状に形成される部材であり、樹脂材料（例えば、フッ素樹脂材料）により形成されている。下側シリンダーカバー２２Ｄは、シリンダーボディ２２Ｂの下方に固定されるとともに凹所２２ａを封止するようにスリーブ部材２３の外周面に接触して配置される。

スリーブ部材２３は、ソケット軸線Ｚｓ１に沿って円筒状に形成されるとともに本体部２１の外周面２１ｂに沿って本体部２１に対して移動可能に配置される部材である。スリーブ部材２３は、凹所２２ａを閉塞するように配置される。スリーブ部材２３は、凹所２２ａの底面２２ａ１に接触するようにソケット軸線Ｚｓ１に直交する径方向に突出するフランジ部２３Ａを有する。

凹所２２ａにおいて、フランジ部２３Ａよりも本体部２１の基端側（上方側）に第１空間Ｓ１が形成され、フランジ部２３Ａよりも本体部２１の先端側（下方側）に第２空間Ｓ２が形成される。

図１０に示すように、上側シリンダーカバー２２Ｃには、第１ポートＰ１および第２ポートＰ２が取り付けられている。第１ポートＰ１には、圧縮空気源（図示略）から第１バルブ（図示略）を介して圧縮空気が供給される。第２ポートＰ２には、圧縮空気源から第２バルブ（図示略）を介して圧縮空気が供給される。第１バルブおよび第２バルブの開閉状態は制御部５０により制御される。

制御部５０が第１バルブを開状態とし第２バルブを閉状態とするように制御すると、第１ポートＰ１に圧縮空気が供給される。第１ポートＰ１に供給される圧縮空気は、上側シリンダーカバー２２Ｃに形成される第１流路２２Ｃ１を介して第１空間Ｓ１に導かれる。スリーブ部材２３は、第１空間Ｓ１に供給される圧縮空気の圧力によりソケット軸線Ｚｓ１に沿ってプラグ１０に向けて移動する。

スリーブ部材２３は、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに配置される位置まで移動することにより、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定されない解除状態を、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定された連結状態に切り替える。

連結状態において、スリーブ部材２３は、スプリング２４による付勢力によりロックボール２１Ａａを固定溝１２ａに固定した状態とする。スプリング２４は、スリーブ部材２３をソケット軸線Ｚｓ１に沿って本体部２１の先端に向けて付勢する弾性部材である。連結状態となると、図１１および図１２に示す状態となる。

図１３に示すように、解除状態を連結状態に切り替える際に、スリーブ部材２３がプラグ１０に向けて移動すると、固定溝１２ａの上方の突起１２ｂにロックボール２１Ａａ（点線で示す）が接触する。その後、スリーブ部材２３が下方へ向けて移動する際にスプリング２４が収縮し、スプリング２４の下端に配置される環状部材２４Ａとスリーブ部材２３との間にソケット軸線Ｚｓ１に沿って隙間ＣＬ１が形成される。

ロックボール２１Ａａは、隙間ＣＬ１に侵入して突起１２ｂを乗り越え、固定溝１２ａに導かれる。ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに導かれると、スプリング２４が伸長して隙間ＣＬ１が消失し、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定された連結状態となる。

制御部５０が第１バルブを閉状態とし第２バルブを開状態とするように制御すると、第２ポートＰ２に圧縮空気が供給される。第２ポートＰ２に供給される圧縮空気は、上側シリンダーカバー２２Ｃに形成される第２流路２２Ｃ２およびシリンダーボディ２２Ｂに形成される流路２２Ｂ１を介して第２空間Ｓ２に導かれる。スリーブ部材２３は、第２空間Ｓ２に供給される圧縮空気の圧力によりソケット軸線Ｚｓ１に沿ってプラグ１０から遠ざかる方向に移動する。

スリーブ部材２３は、本体部２１に対してスプリング２４の付勢力に対向する方向に移動することにより、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定された連結状態を、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定されない解除状態に切り替える。解除状態となると、図９および図１０に示す状態となる。

図１４に示すように、連結状態を解除状態に切り替える際に、スリーブ部材２３がプラグ１０から遠ざかる方向に移動すると、固定溝１２ａの上方の突起１２ｂにロックボール２１Ａａ（点線で示す）が接触する。その後、スリーブ部材２３が上方へ向けて移動する際にスプリング２４が収縮し、スリーブ部材２３とソケット本体２１Ａの下端に固定される環状部材２１Ａ１との間にソケット軸線Ｚｓ１に沿って隙間ＣＬ２が形成される。

ロックボール２１Ａａは、隙間ＣＬ２に侵入して突起１２ｂを乗り越えて図１４に実線で示す位置に導かれる。その後、ロックボール２１Ａａは、スリーブ部材２３が上方に移動するのに伴って突起１２ｂの上方に導かれる。そして、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定されない解除状態となる。

図８から図１２に示すように、支持部材２８は、本体部２１のフィッティング２１Ｃをソケット軸線Ｚｓ１に沿って移動可能に支持する略円環状の部材である。図９および図１１に示すように、支持部材２８は、ソケット軸線Ｚｓ１に沿って延びる棒状の連結部材２８ａを介して上側シリンダーカバー２２Ｃに連結されている。本体部２１がソケット軸線Ｚｓ１に沿って把持部２２に対して移動する際に、フィッティング２１Ｃの外周面が支持部材２８により支持される。

検出部２９は、ソケット側液体流路２１ａとプラグ側液体流路１１とが連結された連結状態と、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定されない解除状態とを検出する装置である。検出部２９による検出結果は、制御部５０に伝達される。

図８，図９，図１１に示すように、検出部２９は、本体部２１のフィッティング２１Ｃに取り付けられる第１磁石２９ａおよび第２磁石２９ｂと、支持部材２８に取り付けられる第１磁気センサ２９ｃおよび第２磁気センサ２９ｄと、を有する。

図８に示すように、第１磁石２９ａおよび第２磁石２９ｂは、ソケット軸線Ｚｓ１回りの周方向において、異なる位置に配置されている。図９および図１１に示すように、第１磁石２９ａおよび第２磁石２９ｂは、ソケット軸線Ｚｓ１に沿った方向において、異なる位置に配置されている。第１磁石２９ａは、ソケット軸線Ｚｓ１に沿った方向において、第２磁石２９ｂよりも把持部２２に近接した位置に配置される。

第１磁気センサ２９ｃは、把持部２２に対するソケット軸線Ｚｓ１上の位置が固定されるとともに第１磁石２９ａが近接した位置に配置される状態かどうかを出力するセンサである。図９に示すように、第１磁気センサ２９ｃは、ソケット軸線Ｚｓ１に沿った方向において、支持部材２８に近接した位置に第１磁石２９ａが配置される状態でオン状態を出力する。

第２磁気センサ２９ｄは、把持部２２に対するソケット軸線Ｚｓ１上の位置が固定されるとともに第２磁石２９ｂが近接した位置に配置される状態かどうかを出力するセンサである。図１１に示すように、第２磁気センサ２９ｄは、ソケット軸線Ｚｓ１に沿った方向において、支持部材２８に近接した位置に第２磁石２９ｂが配置される状態でオン状態を出力する。

検出部２９は、第１磁気センサ２９ｃがオン状態を出力し、第２磁気センサ２９ｄがオフ状態を出力する場合に、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定されない解除状態であることを検出する。また、検出部２９は、第１磁気センサ２９ｃがオフ状態を出力し、第２磁気センサ２９ｄがオン状態を出力する場合に、ソケット側液体流路２１ａとプラグ側液体流路１１とが連結された連結状態であることを検出する。検出部２９は、第１磁気センサ２９ｃおよび第２磁気センサ２９ｄの双方の出力の組み合わせにより、解除状態および連結状態を確実に検出することができる。

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、ソケット２０は、ロボット３０により把持部２２が把持され、ソケット側液体流路２１ａを有する本体部２１の先端が、プラグ軸線Ｚｐ１回りに円環状に延びる溝部１２に挿入される。ソケット２０は、本体部２１の先端が溝部１２に挿入された状態で、スリーブ部材２３により、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定されてソケット側液体流路２１ａとプラグ側液体流路１１とが連結された連結状態と、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定されない解除状態と、を切り替える。

本実施形態の液体供給装置１００によれば、ソケット２０が有するスリーブ部材２３が把持部２２に対する本体部２１のソケット軸線Ｚｓ１上の位置を調整することにより解除状態が連結状態に切り替えられるため、ソケット２０を把持するロボット３０がソケット２０をプラグ１０に固定するための駆動力をソケット２０に付与する必要がない。そのため、過大な駆動力および把持力を有するロボット３０を用いることなく、ソケット２０が有するロックボール２１Ａａをプラグ１０が有する固定溝１２ａに固定してソケット側液体流路２１ａとプラグ側液体流路１１とを連結することができる。

本実施形態の液体供給装置１００によれば、スプリング２４により本体部２１の先端側に付勢されたスリーブ部材２３を付勢力に対向する方向に移動させることにより、ロックボール２１Ａａが固定溝１２ａに固定された状態を解除することができる。したがって、作業者が介在することなく、連結状態を解除状態に切り替えてソケット２０をプラグ１０から取り外すことができる。

本実施形態の液体供給装置１００によれば、スリーブ部材２３のフランジ部２３Ａよりも本体部２１の基端側の第１空間Ｓ１に圧縮空気を供給することにより、フランジ部２３Ａを本体部２１の基端側から先端側に向けて移動させ、解除状態を連結状態に切り替えることができる。また、スリーブ部材２３のフランジ部２３Ａよりも本体部２１の先端側の第２空間Ｓ２に圧縮気体を供給することにより、フランジ部２３Ａを本体部２１の先端側から基端側に向けて移動させ、連結状態を解除状態に切り替えることができる。

本実施形態の液体供給装置１００によれば、凹所２２ａの底面２２ａ１を形成するシリンダーガイド２２Ａが金属製であるため、ロボット３０により高い把持力を付与したとしてもシリンダーガイド２２Ａが変形しない。そのため、シリンダーガイド２２Ａが変形することによってフランジ部２３Ａの移動が妨げられることがない。また、シリンダーボディ２２Ｂが樹脂製であるため、ソケット２０を軽量化することができる。

１０ プラグ
１１ プラグ側液体流路
１２ 溝部
１２ａ 固定溝（プラグ側固定部）
１２ｂ 突起
１３ プラグ側ガス流路
２０ ソケット
２１ 本体部
２１Ａ ソケット本体
２１Ａ１ 環状部材
２１Ａａ ロックボール（ソケット側固定部）
２１Ｂ シールコア
２１Ｃ フィッティング
２１ａ ソケット側液体流路
２１ｂ 外周面
２２ 把持部
２２Ａ シリンダーガイド
２２Ｂ シリンダーボディ
２２Ｂ１ 流路
２２Ｃ 上側シリンダーカバー
２２Ｃ１ 第１流路
２２Ｃ２ 第２流路
２２Ｄ 下側シリンダーカバー
２２ａ 凹所
２２ａ１ 底面
２２ｂ 凹所
２３ スリーブ部材（調整部）
２３Ａ フランジ部
２４ スプリング
２４Ａ 環状部材
２５ バルブ
２６ ベローズ
２７ スプリング
３０ ロボット
３１ ハンド部
４０ 撮像部
５０ 制御部
１００ 液体供給装置
２００ 液体収納容器
２１０ 第１開口部
２２０ 第２開口部
２３０ 底部
ＣＬ１，ＣＬ２ 隙間
ＧＬ１ ガス配管
ＬＬ１ 液体配管
Ｐ１ 第１ポート
Ｐ２ 第２ポート
Ｓ１ 第１空間
Ｓ２ 第２空間
ＴＢ 設置台
ＷＣ 洗浄容器
Ｘ，Ｙ，Ｚ 軸線
Ｚｐ１ プラグ軸線
Ｚｓ１ ソケット軸線

Claims (7)

1. 液体収納容器の上面に設けられる開口部に固定されるとともにプラグ軸線に沿って延びるプラグ側液体流路を有するプラグと、
   前記プラグに着脱可能に取り付けられるとともにソケット軸線に沿って延びるソケット側液体流路を有するソケットと、を備える液体供給装置であって、
   前記プラグは、
   前記プラグ軸線回りに円環状に延びるとともにプラグ側固定部を有する溝部を有し、
   前記ソケットは、
   前記ソケット軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記ソケット側液体流路を有する本体部と、
   前記ソケット軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記ソケットを把持する把持機構により把持される把持部と、
   前記把持部に対する前記本体部の前記ソケット軸線上の位置を調整する調整部と、を有し、
   前記本体部の先端は、前記ソケット軸線回りに円環状に延びるとともにソケット側固定部を有し、
   前記調整部は、前記ソケット側固定部が前記プラグ側固定部に固定されて前記ソケット側液体流路と前記プラグ側液体流路とが連結された連結状態と、前記ソケット側固定部が前記プラグ側固定部に固定されない解除状態と、を切り替える液体供給装置。
2. 前記調整部を前記ソケット軸線に沿って前記本体部の先端に向けて付勢する付勢部材を備え、
   前記調整部は、前記ソケット軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記本体部の外周面に沿って前記本体部に対して移動可能に配置され、前記付勢部材による付勢力により前記ソケット側固定部を前記プラグ側固定部に固定して前記連結状態とし、前記本体部に対して前記付勢力に対向する方向に移動して前記連結状態を前記解除状態に切り替える請求項１に記載の液体供給装置。
3. 前記把持部の内周側には、前記ソケット軸線回りに環状に形成される凹所が形成されており、
   前記調整部は、前記凹所を閉塞するように配置されるとともに前記凹所の底面に接触するように前記ソケット軸線に直交する径方向に突出するフランジ部を有し、
   前記フランジ部よりも前記本体部の基端側に第１空間が形成されるとともに前記フランジ部よりも前記本体部の先端側に第２空間が形成されており、
   前記調整部は、前記第１空間に供給される圧縮気体の圧力により前記解除状態を前記連結状態に切り替え、前記第２空間に供給される圧縮気体の圧力により前記連結状態を前記解除状態に切り替える請求項２に記載の液体供給装置。
4. 前記把持部は、
   前記凹所の底面を形成する金属製の第１円筒部材と、
   前記第１円筒部材の外周面に接触するように配置される樹脂製の第２円筒部材と、を有する請求項３に記載の液体供給装置。
5. 前記連結状態および前記解除状態を検出する検出部を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の液体供給装置。
6. 前記検出部は、前記本体部に取り付けられる磁石と、前記把持部に対する前記ソケット軸線上の位置が固定されるとともに前記磁石が近接した位置に配置される状態かどうかを出力する磁気センサと、を有し、前記磁気センサの出力に応じて前記連結状態および前記解除状態を検出する請求項５に記載の液体供給装置。
7. 液体収納容器の上面に設けられる開口部に固定されるとともにプラグ軸線に沿って延びるプラグ側液体流路を有するプラグと、ソケット軸線に沿って延びるソケット側液体流路を有するソケットと、を備える液体供給装置の制御方法であって、
   前記プラグは、
   前記プラグ軸線回りに円環状に延びるとともにプラグ側固定部を有する溝部を有し、
   前記ソケットは、
   前記ソケット軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記ソケット側液体流路を有する本体部と、
   前記ソケット軸線に沿って筒状に形成されるとともに前記ソケットを把持する把持機構により把持される把持部と、
   前記本体部の先端は、前記ソケット軸線回りに円環状に延びるとともにソケット側固定部を有し、
   前記把持部に対する前記本体部の前記ソケット軸線上の位置を制御し、前記ソケット側固定部が前記プラグ側固定部に固定されない解除状態を前記ソケット側固定部が前記プラグ側固定部に固定されて前記ソケット側液体流路と前記プラグ側液体流路とが連結された連結状態に切り替える連結工程と、
   前記把持部に対する前記本体部の前記ソケット軸線上の位置を制御し、前記連結状態を前記解除状態に切り替える解除工程と、を備える液体供給装置の制御方法。
   

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