(57)【要約】【課題】取付けに際して滑らかに回転させることができる流体継手と、流体継手を使用した流体処理システムとを提供する。【解決手段】流体継手２１を適用したフロンガス回収システムでは、冷熱機器３１とフロンガス回収装置２２との間が流体継手２１によって繋がれる。流体継手２１は、主として、継手部材外周部１０１、継手部材内周部１２１、可動バルブ１０４、可動爪１０８およびＯリング１１０を備えている。継手部材外周部１０１を回転させながらバルブねじ部３３に取付ける際に、バルブねじ部３３が可動爪１０８に当接するまでは、Ｏリング１１０は、可動爪１０８によって押圧されていない状態である。可動バルブ１０４が、圧縮コイルばね１０５の付勢力に抗して第２位置に到達するまでに、Ｏリング１１０が、可動爪１０８によって押圧された状態となる。【選択図】図４
2020115020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷熱機器の被取付体に取付けられ、前記冷熱機器に対して流体の回収および供給の少なくともいずれかを行う流体継手であって、
前記冷熱機器の前記被取付体に取付けられ、前記流体が流れる第１貫通孔が形成された継手部材外周部と、
前記継手部材外周部内に回転可能に連結され、前記第１貫通孔に臨む開口部が形成されるとともに、前記開口部に連通し、前記流体が流れる第２貫通孔が形成された継手部材内周部と、
前記継手部材内周部内に装着され、前記開口部を塞ぐ第１位置と、前記開口部から離れて前記開口部を介して前記第１貫通孔と前記第２貫通孔と連通する第２位置との間を移動し、付勢力によって前記第１位置に向かって付勢されている可動バルブと、
前記継手部材外周部内に装着され、前記継手部材外周部を回転させながら前記被取付体に取付ける際に、前記可動バルブに当接した状態で前記可動バルブとともに移動する可動爪と、
前記継手部材外周部と前記継手部材内周部との間に配置され、前記可動爪によって押圧されることで、前記流体が前記第１貫通孔および前記第２貫通孔から外へ漏れ出るのを阻止するシール部材と
を備え、
前記継手部材外周部を回転させながら前記被取付体に取付ける際に、
前記被取付体が前記可動爪に当接するまでは、前記シール部材は、前記可動爪によって押圧されていない状態であり、
前記可動バルブが、前記付勢力に抗して前記第２位置に到達するまでに、前記シール部材が、前記可動爪によって押圧された状態となる、流体継手。
【請求項２】
前記可動バルブが前記第１位置に位置している状態では、前記可動爪は前記可動バルブに当接しており、
前記継手部材外周部を回転させながら前記継手部材外周部を前記被取付体に取付ける際に、前記被取付体が前記可動爪に当接して、前記可動爪とともに、前記可動バルブが、前記付勢力に抗して前記第２位置に到達するまでに、前記シール部材が、前記可動爪によって押圧された状態となる、請求項１記載の流体継手。
【請求項３】
前記可動バルブが前記第１位置に位置している状態では、前記可動爪は前記可動バルブとは距離を隔てられており、
前記継手部材外周部を回転させながら前記継手部材外周部を前記被取付体に取付ける際に、前記被取付体が前記可動爪に当接して、前記可動爪が前記可動バルブに接触するまでに、前記シール部材が、前記可動爪によって押圧された状態となる、請求項１記載の流体継手。
【請求項４】
前記シール部材は、リング状のＶパッキンおよびＵパッキンのいずれかを含む、請求項１または２に記載の流体継手。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体継手を備えた、流体処理システムであって、
前記冷熱機器に対して前記流体の回収および供給のいずれかを行う流体処理部と、
前記流体継手として、前記冷熱機器の前記被取付体の複数の仕様のそれぞれに対応した複数の流体継手と、
前記冷熱機器の前記被取付体を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された前記被取付体の画像を処理することによって前記被取付体の前記仕様を特定する画像処理部と、
前記継手部材外周部を把持するロボットと、
特定された前記被取付体の前記仕様に基づいて、前記ロボットの動作を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
複数の前記流体継手のうち、特定された前記被取付体の前記仕様に対応した前記流体継手を前記ロボットによって把持する動作と、
把持した前記流体継手の前記継手部材外周部を、前記ロボットによって回転させながら前記被取付体へ取付ける動作と、
前記被取付体に取付けられた前記継手部材外周部を前記ロボットによって回転させながら取外す動作と
を行うように前記ロボットを制御する、流体処理システム。
【請求項６】
前記被取付体はねじ部を含み、
前記画像処理部では、
複数の前記仕様のそれぞれに対応する前記被取付体の前記ねじ部の三次元データが、登録三次元データとして登録され、
撮像された前記被取付体の前記ねじ部の撮像三次元データと前記登録三次元データとを比較することによって、前記被取付体の前記仕様が特定される、請求項５記載の流体処理システム。
【請求項７】
前記撮像部は、前記ねじ部の軸に直交する方向から前記ねじ部を撮像する位置に配置されている、請求項６記載の流体処理システム。
【請求項８】
前記ロボットは、前記流体継手を側方から挟み込むタイミングベルトを有する、請求項５記載の流体処理システム。
【請求項９】
前記流体処理部は、前記冷熱機器から前記流体を回収する、請求項５〜８のいずれか１項に記載の流体処理システム。
【請求項１０】
前記流体処理部は、前記冷熱機器へ前記流体を供給する、請求項５〜８のいずれか１項に記載の流体処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体継手およびそれを用いた流体処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フロンガス等を使用した、たとえば、冷熱機器では、必要に応じて、冷熱機器からフロンガスを回収する作業が行われる。反対に、冷熱機器にフロンガスを供給する作業が行われる。冷熱機器からフロンガスを回収等する際には、冷熱機器とフロンガス回収装置との間が、たとえば、フロンガス回収装置に接続されているホースによって繋がれる。ホースを冷熱機器に繋げるには流体継手が使用される。
【０００３】
ホースの先端部には雌型継手が取付けられている。冷熱機器には、冷熱機器中の冷媒回路と繋がっているバルブが設けられており、そのバルブの先端にはねじ部が形成されている。そのねじ部に雄型継手を螺合することによって、雄型継手がねじ部に取付けられる。さらに、その雄型継手に雌型継手を取付けることで、冷熱機器とフロンガス回収装置とがホースによって繋がれて、フロンガスの回収作業が行われることになる。このような流体継手を開示した特許文献の例として、特許文献１および特許文献２がある。
【０００４】
また、特許文献３および特許文献４では、流体継手として、雄型継手と雌型継手とを相対的に回転可能に連結させたジョイントが提案されている。このようなジョイントによれば、雄型継手および雌型継手の一方を回転させることで、他方を回転させることなく、流体継手をバルブのねじ部に取付けることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６２７６５５８号
【特許文献２】特許第６３４５２９３号
【特許文献３】特開２０１８−２１５８５号公報
【特許文献４】特許第３４１４９６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、雄型継手と雌型継手とを相対的に回転可能に連結させた従来の流体継手では、雄型継手および雌型継手の一方を回転させている状態において、雄型継手と雌型継手との間をシールするシール部材が、雄型継手または雌型継手に対して摺動することになる。このため、雄型継手および雌型継手の一方を他方に対して滑らかに回転させることができないことがある。その結果、シール部材が摩耗しやすくなる。また、雄型継手および雌型継手の一方を、精度よく回転させることができず、流体継手の取付けの自動化を妨げる要因の一つになることがある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、取付けに際して滑らかに回転させることができる流体継手を提供することであり、他の目的は、そのような流体継手を使用した流体処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る流体継手は、冷熱機器の被取付体に接続され、冷熱機器に対して流体の回収および供給の少なくともいずれかを行う流体継手であって、継手部材外周部と継手部材内周部と可動バルブと可動爪とシール部材とを備えている。継手部材外周部は、冷熱機器の被取付体に取付けられ、流体が流れる第１貫通孔が形成されている。継手部材内周部は、継手部材外周部内に回転可能に連結され、第１貫通孔に臨む開口部が形成されるとともに、開口部に連通し、流体が流れる第２貫通孔が形成されている。可動バルブは、継手部材内周部内に装着され、開口部を塞ぐ第１位置と、開口部から離れて開口部を介して第１貫通孔と第２貫通孔と連通する第２位置との間を移動し、付勢力によって第１位置に向かって付勢されている。可動爪は、継手部材外周部内に装着され、継手部材外周部を回転させながら被取付体に取付ける際に、可動バルブに当接した状態で可動バルブとともに移動する。シール部材は、継手部材外周部と継手部材内周部との間に配置され、可動爪によって押圧されることで、流体が第１貫通孔および第２貫通孔から外へ漏れ出るのを阻止する。継手部材外周部を回転させながら被取付体に取付ける際に、被取付体が可動爪に当接するまでは、シール部材は、可動爪によって押圧されていない状態である。可動バルブが、付勢力に抗して第２位置に到達するまでに、シール部材が、可動爪によって押圧された状態となる。
【０００９】
本発明に係る流体処理システムは、上記流体継手を備えた、流体処理システムであって、流体処理部と複数の流体継手と撮像部と画像処理部とロボットと制御部とを備えている。流体処理部は、冷熱機器に対して流体の回収および供給のいずれかを行う。複数の流体継手は、上記流体継手として、冷熱機器の被取付体の複数の仕様のそれぞれに対応している。撮像部は、冷熱機器の被取付体を撮像する。画像処理部は、撮像部によって撮像された被取付体の画像を処理することによって被取付体の仕様を特定する。ロボットは、継手部材外周部を把持する。制御部は、特定された被取付体の仕様に基づいて、ロボットの動作を制御する。制御部は、複数の流体継手のうち、特定された被取付体の仕様に対応した流体継手をロボットによって把持する動作と、把持した流体継手の継手部材外周部を、ロボットによって回転させながら被取付体へ接続する動作と、被取付体に取付けられた継手部材外周部をロボットによって回転させながら取外す動作とを行うようにロボットを制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る流体継手によれば、継手部材外周部を回転させながら被取付体に取付ける際に、被取付体が可動爪に当接するまでは、シール部材は、可動爪によって押圧されていない状態にある。そして、可動バルブが、付勢力に抗して第２位置に到達するまでに、シール部材が、可動爪によって押圧された状態となる。これにより、継手部材を被取付体に接続させる際に、継手部材外周部を滑らかに回転させることができる。その結果、シール材の摩耗を抑制することができ、また、継手部材外周部の回転精度が高められて、流体継手の接続の自動化を進めやすくなる。
【００１１】
本発明に係る流体処理システムによれば、上記流体継手を適用することで、流体処理の自動化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る、流体継手を備えたフロンガス回収システムの一例を示す概念図である。
【図２】同実施の形態において、ロボットハンドの構造の一例を示す部分斜視図である。
【図３】同実施の形態において、冷熱機器に取付けられているバルブの一例を示す斜視図である。
【図４】同実施の形態において、流体継手を示す断面図である。
【図５】同実施の形態において、流体継手に使用されている可動爪の一例を示す上面図である。
【図６】同実施の形態において、流体継手に使用されている可動爪の一例を示す側面図である。
【図７】同実施の形態において、フロンガス回収システムによるフロンガスを回収する操作の概略を示すフローチャートである。
【図８】同実施の形態において、流体継手にホースを接続する手順の一操作を示す断面図である。
【図９】同実施の形態において、図８に示す操作の後に行われる操作を示す断面図である。
【図１０】同実施の形態にいて、図９に示す操作の後に行われる操作を示す断面図である。
【図１１】同実施の形態において、フロンガス回収システムによるフロンガスを回収する操作をより具体的に示すフローチャートである。
【図１２】同実施の形態において、フロンガスを回収する際の流体継手をバルブに接続する手順の一操作を示す断面図である。
【図１３】同実施の形態において、図１２に示す操作の後に行われる操作を示す断面図である。
【図１４】同実施の形態において、図１３に示す操作の後に行われる操作を示す断面図である。
【図１５】同実施の形態において、図１４に示す操作の後に行われる操作を示す断面図である。
【図１６】同実施の形態において、変形例に係る流体継手を示す断面図である。
【図１７】同実施の形態において、変形例に係る流体継手の動作を説明するための断面図である。
【図１８】実施の形態２に係る流体継手を示す断面図である。
【図１９】同実施の形態おいて、図１８に示す丸枠内の部分拡大断面図である。
【図２０】実施の形態３に係るフロンガス回収システムにおける、バルブねじ部とカメラとの配置関係の一例を示す斜視図である。
【図２１】実施の形態４に係る、流体継手を備えたフロンガス供給システムの一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
実施の形態１に係る流体継手と、その流体継手を用いた流体処理システムの一例として、フロンガス回収システムについて説明する。
【００１４】
図１に示すように、流体継手２１を適用したフロンガス回収システムでは、冷熱機器３１とフロンガス回収装置２２との間が流体継手２１によって繋がれることで、冷熱機器３１のフロンガスの回収作業が行われる。流体継手２１を取付ける作業が、ロボット１によって行われる。ロボット１は、マニピュレータ２およびロボットハンド３を有している。ロボットハンド３は、マニピュレータ２の先端部に取付けられている。ロボットハンド３は、たとえば、流体継手２１を精密に把持する開閉可能な直線状の２本の指を有する。
【００１５】
ロボットハンド３としては、流体継手２１を把持し、流体継手２１を回転させるのに適した形状を有していれば、ロボットハンド３の指の本数は２本に限られない。また、ロボットハンド３の指の形状は直線状に限られず、指の一部または全部が、曲線状または折れ線状であってもよい。さらに、ロボットハンド３としては、流体継手２１を回転させるために、たとえば、ロボットハンド３そのものが回転してもよい。
【００１６】
また、図２に示すように、たとえば、ロボットハンド３に一対のタイミングベルト４ａ、４ｂが設けられていてもよい。この場合には、一対のタイミングベルト４ａ、４ｂが流体継手２１を挟み込んだ状態で回転すると、タイミングベルト４ａ、４ｂと流体継手２１との摩擦力によって、流体継手２１が回転することになる（矢印参照）。
【００１７】
ロボットハンド３が設けられたマニピュレータ２として、多関節構造のマニピュレータが用いられている。ここでは、関節の数（軸数）として、たとえば、６個の関節を有する６軸のマニピュレータ２が用いられている。関節の数としては、６軸に限られず、流体継手２１を把持して回転させることができれば、７軸のマニピュレータであってもよいし、５軸以下のマニピュレータであってもよい。
【００１８】
ロボット１は、ロボット制御部１１、カメラ１２および画像処理部１３と電気的に接続されている。ロボット１とロボットハンド３の動作は、ロボット制御部１１によって制御される。カメラ１２は、ロボットハンド３と流体継手２１と冷熱機器３１のバルブ３２とを撮像する。撮像されたロボットハンド３およびバルブ３２の画像は、画像処理部１３へ送られる。
【００１９】
画像処理部１３では、送られた画像から点群および輪郭の情報が取得されて、ロボットハンド３の三次元の位置および姿勢とバルブ３２の形状とが検出される。ここでは、バルブ３２としては、図３に示すように、バルブねじ部３３を含むバルブ３２全体の形状が検出される。三次元の位置等を検出する手法としては、公知の手法が用いられてもよく、また、三次元の位置等の検出に適した任意の手法を用いてもよい。
【００２０】
ロボット１は、ロボットハンド３が流体継手２１を把持し、把持した流体継手２１を冷熱機器３１のバルブ３２に取付けること可能な範囲内に配置されている。また、カメラ１２は、バルブねじ部３３を撮像することが可能な範囲内に設置されている。カメラ１２は、バルブねじ部３３のサイズおよびピッチ等を精度よく検出することができる位置に配置されていることが望ましい。
【００２１】
次に、流体継手２１について具体的に説明する。図４に示すように、流体継手２１は、主として、継手部材外周部１０１、継手部材内周部１２１、可動バルブ１０４、可動爪１０８およびＯリング１１０を備えている。
【００２２】
継手部材外周部１０１には、流体が流れる第１貫通孔１１２ａが形成されている。継手部材外周部１０１の内周面には、バルブ３２のバルブねじ部３３（図３参照）に螺合するバルブ接続用ねじ部１０２が形成されている。継手部材内周部１２１には、第１貫通孔１１２ａに臨む開口部１１９と、その開口部１１９に連通し、流体が流れる第２貫通孔１１２ｂとが形成されている。
【００２３】
また、継手部材外周部１０１の内周面には、Ｏリング１１０が装着されている。Ｏリング１１０は、継手部材外周部１０１と継手部材内周部１２１とが連結された状態で、継手部材外周部１０１と継手部材内周部１２１との間に位置する。
【００２４】
継手部材外周部１０１と継手部材内周部１２１とは、ボール部材１１３を介在させて回転可能に連結されている。継手部材外周部１０１を回転させても、ボール部材１１３が回転することで、継手部材内周部１２１は回転することはなく、継手部材内周部１２１に接続されているホース２３が捻じれて、ホース２３に傷みが生じるのを抑制することができる。
【００２５】
ボール部材１１３は、継手部材外周部１０１に形成されたテーパ穴１１５と、継手部材内周部１２１に形成されたボール部材受け溝１１４とに受け入れられている。ボール部材１１３は、継手部材外周部１０１の外側からスリーブ１１６に覆われている。スリーブ１１６と継手部材外周部１０１との間に、圧縮コイルばね１１７が配置されている。圧縮コイルばね１１７の付勢力によって、スリーブ１１６がボール部材１１３を覆う状態が保持されて、継手部材外周部１０１と継手部材内周部１２１との軸Ｊ方向の相対的な動きが規制されることになる。
【００２６】
可動バルブ１０４は、継手部材内周部１２１内に装着されている。継手部材内周部１２１内には、バルブ支持部材１０３が取付けられている。バルブ支持部材１０３と可動バルブ１０４との間には、圧縮コイルばね１０５が配置されている。可動バルブ１０４には、Ｏリング１０７が装着されている。Ｏリング１０７は、圧縮コイルばね１０５の付勢力によって、継手部材内周部１２１のバルブシート１０６に接触している状態が保持される。
【００２７】
Ｏリング１０７が弾性変形をしてバルブシート１０６に接触している第１位置では、開口部１１９は可動バルブ１０４によって塞がれた状態にある。この状態では、フロンガス回収装置２２と大気空間とは遮断されており、たとえば、フロンガスを回収する際に、大気中の空気を吸い込むことはない。
【００２８】
可動爪１０８は、継手部材外周部１０１内に軸Ｊ方向にスライド可能に装着されている。図５および図６に示すように、可動爪１０８には、Ｏリング１１０を軸方向から押圧する可動爪先端部１０９が設けられている。可動爪１０８は、径方向を、たとえば、手（指）で挟み込むことで変形し、その状態で、可動爪１０８を継手部材外周部１０１内に挿入させることができる。手を離すと、可動爪１０８は、元の形状に戻り、継手部材外周部１０１内に装着されることになる。
【００２９】
可動爪先端部１０９には、Ｏリング１１０を均等に押し付けることができるように、周方向に延在する部分が設けられている。また、可動爪先端部１０９とＯリング１１０との間に、Ｏリング１１０よりも硬いリング（図示せず）を配置して、Ｏリング１１０が周方向に均等に押圧されるようにしてもよい。
【００３０】
次に、フロンガスを回収する一連の操作の概略について、フローチャートにしたがって説明する。図７に示すように、ステップＳ１では、バルブの撮像と画像処理部への出力が行われる。冷熱機器３１に取付けられているバルブ３２がカメラ１２によって撮像されて、撮像した画像データが画像処理部１３へ出力される（図１参照）。
【００３１】
ステップＳ２では、画像処理が行われる。画像処理部１３では、画像データに画像処理が行われて、バルブ３２の位置および姿勢が計測される。ステップＳ３では、撮像されたバルブ３２の三次元データと、あらかじめ登録されている三次元データとのマッチング処理が行われる。カメラ１２によって撮像されたバルブ３２の三次元データと、登録されている三次元データとを比較することによって、バルブ３２の仕様が特定される。
【００３２】
ステップＳ４では、流体継手の選択が行われる。特定された仕様のバルブ３２に対応する流体継手２１が選択される。ステップＳ５では、流体継手の把持とバルブへの取付けが行われる。選択された流体継手２１が、ロボット１のロボットハンド３によって把持される。把持された流体継手２１が、バルブ３２の三次元位置と姿勢のデータに基づき、ロボットハンド３によってバルブ３２に取付けられる。
【００３３】
ステップＳ６では、冷媒の回収作業が行われる。流体継手２１が取付けられたバルブ３２が開かれて、冷熱機器３１の冷媒回路の流路がフロンガス回収装置２２に繋がる。冷熱機器３１のフロンガスが、流体継手２１およびホース２３を流れてフロンガス回収装置２２に回収される。フロンガスが回収されている間では、たとえば、圧力計によって回収されるフロンガスの圧力がモニタリングされる。
【００３４】
ステップＳ７では、流体継手の取外しが行われる。ロボットハンド３によって、流体継手２１がバルブ３２から取外される。取外された流体継手２１は、決められた姿勢で決められた位置に戻される。こうして、冷熱機器３１のフロンガスを回収する一連の操作が完了する。
【００３５】
次に、フロンガスを回収する操作を説明する前に、流体継手にホースを接続する操作について説明する。この操作は、作業者によって行われ、使用が予定される複数の流体継手についてあらかじめ行われていることが望ましい。
【００３６】
図８に示すように、まず、押し付けスリーブ１３２とナット１３３とがホース２３を挿通される。次に、インサートスリーブ１３１がホース２３の内側に挿入される。押し付けスリーブ１３２とインサートスリーブ１３１との間にホース２３が挟み込まれる位置まで、押し付けスリーブ１３２を移動させる。なお、ホース２３は、フロンガス回収装置２２に繋がっている。
【００３７】
次に、図９に示すように、ホース２３の先端部に取付けたインサートスリーブ１３１が、継手部材内周部１２１に挿入される。このとき、インサートスリーブ１３１に設けられているＯリング１３４が継手部材内周部１２１の内周面に接触することで、インサートスリーブ１３１と継手部材内周部１２１との間がシールされる。
【００３８】
次に、図１０に示すように、ナット１３３を、継手部材内周部１２１に形成されたナット締め用ねじ部１２２に螺合させることで、ホース２３が、押し付けスリーブ１３２とインサートスリーブ１３１との間に挟み込まれて、ホース２３が流体継手２１に固定されることになる。ホース２３を流体継手２１に固定する手法としては、ホース２３と流体継手２１との間をシールして密封することができれば、上述した手法に限られない。
【００３９】
次に、フロンガスを回収するより具体的な操作について、フローチャートにしたがって説明する。図１１に示すように、ステップＴ１では、ロボットハンドによる流体継手の把持とバルブへの取付けが行われる。画像処理部１３によって特定された流体継手２１が、ロボットハンド３によって把持される。図１２に示すように、ロボットハンド３によって把持された流体継手２１（継手部材外周部１０１）のバルブ接続用ねじ部１０２が、バルブ３２のバルブねじ部３３に噛み合わされる。このとき、バルブ３２の止めねじ３４は、閉じられた状態にある。
【００４０】
次に、ステップＴ２では、ロボットハンドによって流体継手を回転させる動作が行われる。次に、ステップＴ３では、バルブねじ部の先端が可動バルブに到達する。図１３に示すように、継手部材外周部１０１を矢印Ｙ１に示すように回転させることで、バルブねじ部３３の先端部が、可動爪１０８に徐々に接近して、可動爪１０８に当接する。
【００４１】
また、バルブねじ部３３が可動爪１０８に少なくとも当接するまでは、Ｏリング１１０は、可動爪１０８によって押圧されていない状態である。この状態では、継手部材外周部１０１に装着されたＯリング１１０と継手部材内周部１２１との間の摺動摩擦抵抗はほとんどなく、継手部材外周部１０１は滑らかに回転する。
【００４２】
次に、ステップＴ４では、可動バルブおよび可動爪が後退する。図１４に示すように、バルブねじ部３３の先端部が可動爪１０８に当接した後、継手部材外周部１０１を矢印Ｙ１に示すようにさらに回転させることで、可動爪１０８と可動バルブ１０４とが、圧縮コイルばね１０５の弾性力に抗して、矢印Ｙ２に示す方向にスライドする。継手部材外周部１０１を回転させている間では、ボール部材１１３によって継手部材内周部１２１は回転することはなく、継手部材内周部１２１に接続されているホース２３が捻じれることはない。
【００４３】
次に、ステップＴ５では、流路の開放と可動爪によるＯリングの押し付けが行われる。図１５に示すように、可動爪１０８と可動バルブ１０４が、矢印Ｙ２（図１４参照）に示す方向にスライドすることで、可動バルブ１０４（Ｏリング１０７）が継手部材内周部１２１のバルブシート１０６に当接した第１位置から離れて、開口部１１９が開口し、規定の開口断面積となって、第１貫通孔１１２ａと第２貫通孔１１２ｂとが連通する第２位置に到達する。
【００４４】
すなわち、この流体継手２１では、可動バルブ１０４は、可動爪１０８が可動バルブ１０４に当接した状態で、開口部１１９を塞ぐ第１位置と、第１貫通孔１１２ａと第２貫通孔１１２ｂとを連通させる第２位置との間を移動する。第１位置から第２位置への可動バルブ１０４の移動は、圧縮コイルばね１０５の付勢力（弾性力）に抗して行われる。一方、第２位置から第１位置への可動バルブ１０４の移動は、圧縮コイルばね１０５の付勢力（弾性力）によって行われる。
【００４５】
バルブねじ部３３が可動爪１０８に当接して、可動爪１０８とともに、可動バルブ１０４が第２位置に到達するまでに、Ｏリング１１０が、可動爪先端部１０９によって押圧されて、弾性変形した状態になる。この状態では、継手部材外周部１０１と継手部材内周部１２１との間がシールされて、流体継手２１内が密閉されることになる。
【００４６】
次に、ステップＴ６では、冷媒の回収作業が行われる。図１５に示すように、バルブ３２の止めねじ３４が開けられて、冷熱機器３１の冷媒配管と、フロンガス回収装置２２のホース２３とが、流体継手２１を介して繋がれる。冷熱機器３１の冷媒配管内のフロンガスが、バルブ３２、流体継手２１およびホース２３を流れて、フロンガス回収装置２２に回収される。なお、止めねじ３４を開ける操作は、ロボット１によって行うようにしてもよいし、作業者が行うようにしてもよい。
【００４７】
ここで、冷熱機器３１およびフロンガス回収装置２２のそれぞれの下に、質量計測器（図示せず）を設置しておくことが望ましい。フロンガスを回収する際に、冷熱機器３１に設置されている質量計測器では、質量の減少量が計測される。フロンガス回収装置２２に設置されている質量計測器では、質量の増加量が計測される。このとき、たとえば、質量の減少量が、質量の増加量を上回っている場合には、フロンガスが外部に漏れていると判断されて、フロンガスを回収する動作が直ちに停止される。なお、この操作は自動化が可能である。
【００４８】
次に、ステップＴ７では、ロボットハンドによる流体継手の取外しが行われる。フロンガスの回収作業が完了すると、流体継手２１をバルブ３２に取付ける動作と逆の動作が行われる。ロボットハンド３に把持された流体継手２１を、バルブ３２に流体継手２１を取付ける動作とは逆の向きに回転させることで、バルブねじ部３３から流体継手２１が取外される。
【００４９】
次に、ステップＴ８では、ロボットハンドによる流体継手の把持と定位置への設置が行われる。バルブ３２から取外された流体継手２１は、ロボットハンド３によって把持した状態で、保管すべき定位置へ戻されることになる。こうして、冷熱機器３１のフロンガスを回収する一連の操作が完了する。
【００５０】
上述したフロンガス回収システムに適用した流体継手２１では、継手部材外周部１０１を回転させながらバルブねじ部３３に接続する際に、バルブねじ部３３が可動爪１０８に少なくとも当接するまでは、Ｏリング１１０は、可動爪１０８によって押圧されていない状態にある。
【００５１】
これにより、継手部材外周部１０１に装着されたＯリング１１０と継手部材内周部１２１との間の摺動摩擦抵抗はほとんどなく、継手部材外周部１０１を滑らかに回転させることができる。その結果、Ｏリング１１０の摩耗が抑制されて、Ｏリング１１０の長寿命化を図ることができる。また、継手部材外周部１０１の回転精度を向上させることができ、ロボットハンド３による精度の高い自動化が容易になる。
【００５２】
バルブねじ部３３が可動爪１０８に当接した後、可動爪１０８とともに、可動バルブ１０４が第２位置に到達するまでに、Ｏリング１１０は、可動爪先端部１０９によって押圧されて、弾性変形した状態になる。これにより、継手部材外周部１０１と継手部材内周部１２１との間がシールされて、流体継手２１内が密閉されることになる。その結果、フロンガスを回収する際に、流体継手２１からフロンガスが漏れ出てしまうのを未然に防ぐことができる。
【００５３】
また、ロボットハンド３を含むロボット１に加えて、ロボット制御部１１、カメラ１２および画像処理部１３を備えている。これにより、まず、バルブねじ部３３の直径等の仕様が計測され、計測された仕様に対応する流体継手２１が選択される。次に、選択された流体継手２１がバルブねじ部３３に取付けられる。その結果、しかるべき流体継手２１を選択して、冷熱機器３１からフロンガスを回収する一連の操作を自動的に行うことができる。なお、この一連の操作を、作業者が行うようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上述した流体継手２１では、冷熱機器３１への取付け操作を簡略化することができる。従来の流体継手では、冷熱機器への取付けに、バルブねじ部に雄型継手を取付ける操作と、その雄型継手に雌型継手を取付ける操作との２操作を要していた。これに対して、上述した流体継手２１では、継手部材外周部１０１をバルブねじ部３３に取付ける操作だけで、流体継手２１を冷熱機器３１へ取付けることができる。冷熱機器３１から流体継手２１を取外す操作についても、同様に簡略化を図ることができる。
【００５５】
（変形例）
変形例に係る流体継手について説明する。上述した流体継手２１では、可動バルブ１０４が第１位置に位置している状態で、可動爪１０８が可動バルブ１０４に当接している場合を例に挙げた。図１６に示すように、変形例に係る流体継手２１では、可動バルブ１０４が第１位置に位置している状態では、可動爪１０８は可動バルブ１０４とは距離を隔てられている。
【００５６】
変形例に係る流体継手２１では、継手部材外周部１０１を回転させながらバルブねじ部に取付ける際に、バルブねじ部３３が可動爪１０８に当接するまでは、Ｏリング１１０は、可動爪１０８によって押圧されていない状態である。この状態では、継手部材外周部１０１に装着されたＯリング１１０と継手部材内周部１２１との間の摺動摩擦抵抗はほとんどなく、継手部材外周部１０１を滑らかに回転させることができる。
【００５７】
図１７に示すように、バルブねじ部３３が可動爪１０８に当接した後、可動爪が１０８が可動バルブ１０４に接触するまでに、Ｏリング１１０は、可動爪先端部１０９によって押圧されて、弾性変形した状態になる。この状態では、継手部材外周部１０１と継手部材内周部１２１との間がシールされて、流体継手２１内が密閉されることになる。
【００５８】
変形例に係る流体継手２１では、図４に示される流体継手２１による効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、可動バルブ１０４に対する可動爪１０８の位置関係を変えることで、可動バルブ１０４が移動して開口部１１９が開口するタイミングと、可動爪１０８がＯリング１１０を押圧して、Ｏリングを弾性変形させるタイミングとを調整することが可能になる。
【００５９】
実施の形態２．
実施の形態２に係る流体継手として、ここでは、継手部材外周部と継手部材内周部との間をシールするシール部材のバリエーションについて説明する。
【００６０】
前述した流体継手２１では、シール部材としてＯリング１１０（図４参照）を例に挙げた。図１８および図１９に示すように、実施の形態２に係る流体継手２１では、シール部材として、たとえば、Ｖパッキン１１１が適用されている。なお、これ以外の構成については、図４に示す流体継手の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００６１】
上述した流体継手２１では、前述した流体継手２１と同様に、継手部材外周部１０１を回転させながらバルブねじ部３３に接続する際に、バルブねじ部３３が可動爪１０８に少なくとも当接するまでは、Ｖパッキン１１１は、可動爪１０８によって押圧されていない状態にある。
【００６２】
これにより、継手部材外周部１０１に装着されたＶパッキン１１１と継手部材内周部１２１との間の摺動摩擦抵抗はほとんどなく、継手部材外周部１０１を滑らかに回転させることができる。その結果、Ｖパッキン１１１の摩耗が抑制されて、Ｖパッキン１１１の長寿命化を図ることができる。また、継手部材外周部１０１の回転精度を向上させることができ、ロボットハンド３による精度の高い自動化が容易になる。
【００６３】
バルブねじ部３３が可動爪１０８に当接した後、可動爪１０８とともに、可動バルブ１０４が第２位置に到達するまでに、Ｖパッキン１１１は、可動爪先端部１０９によって押圧されて、弾性変形した状態になる。これにより、継手部材外周部１０１と継手部材内周部１２１との間がシールされて、流体継手２１内が密閉されることになる。
【００６４】
その結果、フロンガスを回収する際に、流体継手２１からフロンガスが漏れ出てしまうのを未然に防ぐことができる。特に、Ｖパッキン１１１を重ねて使用することで、使用圧力に応じた調整を行うことができ、シール性を向上させることができる。なお、Ｖパッキン１１１の他に、たとえば、Ｕパッキン（図示せず）を使用してもよい。
【００６５】
また、前述した流体継手２１と同様に、冷熱機器３１（図１参照）からフロンガスを回収する一連の操作を自動化と、その操作の簡略化を図ることができる。なお、この一連の操作を、作業者が行うようにしてもよい。
【００６６】
実施の形態３．
実施の形態１では、バルブ３２の全体の三次元データが登録されているフロンガス回収システムについて説明した。ここでは、バルブ３２の全体ではなく、バルブ３２のバルブねじ部３３の三次元データが登録された流体処理システムの一例としてのフロンガス回収システムについて説明する。
【００６７】
バルブねじ部３３では、規格によって、２５．４ｍｍ（１０インチ）あたりのねじ山の数、ねじ山のピッチ、ねじ山の高さ、ねじ山の頂の丸み、谷の丸み、ねじの外径、谷の径、内径が定められている。実施の形態３に係るフロンガス回収システムの画像処理部１３（図１参照）では、その規格によって定められているねじ部の三次元データが登録されている。
【００６８】
フロンガス回収システムでは、カメラ１２によって、バルブ３２の全体ではなく、バルブ３２のうちバルブねじ部３３が撮像される。撮像されたバルブねじ部３３の三次元データは、登録されているねじ部の三次元データと比較されて、バルブねじ部３３の規格が特定される。あらかじめ用意されている複数の流体継手の中から、特定されたバルブねじ部３３の規格に対応した流体継手２１がロボットハンド３に把持される（図１参照）。
【００６９】
把持された流体継手２１は、実施の形態１において説明した操作と同様の操作によって、冷熱機器３１のバルブねじ部３３に取付けられて、フロンガスの回収作業等の流体処理が行われることになる（図１参照）。
【００７０】
画像処理部１３に登録する三次元データとして、バルブ３２の全体の三次元データを登録する場合には、バルブねじ部３３の規格が同じであっても、バルブ３２の全体の形状が異なれば、異なるバルブの形状ごとに三次元データを登録しておく必要がある。
【００７１】
これに対して、上述したフロンガス回収システムでは、画像処理部１３には、バルブ３２の全体ではなく、バルブねじ部３３の三次元データがあらかじめ登録されている。これにより、各メーカに使用されているすべてのバルブを調査して、異なるバルブの形状ごとに三次元データを登録しておく必要がなくなり、製造コストの削減に寄与することができる。
【００７２】
また、カメラ１２の位置としては、カメラ１２によって撮像されたバルブねじ部３３の三次元データと、登録されているバルブねじ部３３の三次元データとの照合精度が高められる位置に配置されていることが望ましい。図２０に示すように、たとえば、バルブ３２の軸方向をｙ軸方向とすると、カメラ１２は、バルブ３２のバルブねじ部３３に対してｘ軸方向またはｙ軸方向に距離を隔てられた位置に配置されていてもよい。また、カメラ１２は、バルブねじ部３３が位置するｘ−ｚ平面に配置されていてもよい。
【００７３】
さらに、カメラ１２としては、バルブ３２のバルブねじ部３３を撮像することができれば、ロボット１とともに移動できるように、ロボット１に取付けられていてもよいし、定位置に固定されていてもよい。
【００７４】
実施の形態４．
実施の形態１等においては、冷熱機器のフロンガスを回収するフロンガス回収システムについて説明した。ここでは、流体処理システムの一例として、冷熱機器へフロンガスを供給するフロンガス供給システムについて説明する。
【００７５】
図２１に示すように、フロンガス供給システムでは、流体継手２１として、実施の形態１等において説明した流体継手２１が適用される。その流体継手２１を適用したフロンガス供給システムでは、冷熱機器３１とフロンガス供給装置２４との間が流体継手２１によって繋がれることで、冷熱機器３１へのフロンガスの供給作業が行われる。流体継手２１を取付ける作業が、ロボット１によって行われる。なお、これ以外の構成については、図１に示すフロンガス回収システムと同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００７６】
次に、フロンガスを供給する一連の操作について説明する。フロンガスを供給する一連の操作は、フロンガスを回収する点を除いて、フロンガスを回収する一連の操作と実質的に同じである。
【００７７】
カメラ１２によって撮像されたバルブ３２の画像データが、画像処理部１３へ出力される。画像処理部１３では、撮像されたバルブ３２の三次元データと、登録されている三次元データとを比較することによって、バルブ３２の仕様が特定される。
【００７８】
特定された仕様のバルブ３２に対応する流体継手２１が、ロボットハンド３によって把持される。把持された流体継手２１が、ロボットハンド３によってバルブ３２に取付けられる。流体継手２１が取付けられたバルブ３２が開かれて、冷熱機器３１の冷媒回路の流路とフロンガス供給装置２４とが繋がる。
【００７９】
フロンガス供給装置２４のフロンガスが、流体継手２１およびホース２３を流れて冷熱機器３１へ供給される。ここで、冷熱機器３１およびフロンガス供給装置２４のそれぞれの下に、質量計測器（図示せず）を設置しておくことが望ましい。フロンガスを供給する際に、冷熱機器３１に設置されている質量計測器では、質量の増加量が計測される。フロンガス供給装置２４に設置されている質量計測器では、質量の減少量が計測される。このとき、たとえば、質量の減少量が、質量の増加量を上回っている場合には、フロンガスが外部に漏れていると判断されて、フロンガスを供給する動作が直ちに停止される。なお、この操作は自動化が可能である。
【００８０】
フロンガスの供給が完了すると、ロボットハンド３によって、流体継手２１がバルブ３２から取外される。取外された流体継手２１は、決められた姿勢で決められた位置に戻される。こうして、冷熱機器３１にフロンガスを供給する一連の操作が完了する。なお、この一連の操作を、作業者が行うようにしてもよい。
【００８１】
上述したフロンガス供給システムでは、流体継手２１として、実施の形態１等において説明した流体継手２１が適用されていることで、フロンガス回収システムと同様の効果を得ることができる。
【００８２】
なお、上述した各実施の形態では、流体処理システムとして、フロンガス回収システムとフロンガス供給システムとを例に挙げて説明した。流体処理システムで扱う流体として、フロンガスに限られず、たとえば、可燃性ガス、有毒ガス等の人体にとって危険な流体の回収または供給にも、流体処理システムを使用することができる。これにより、人体にとって危険な流体を回収する作業または供給する作業を、自動化し無人化させることができ、安全性を大幅に向上させることができる。
【００８３】
また、各実施の形態において説明した流体継手および流体処理システムについては、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。
【００８４】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、流体の回収および供給等の流体の処理に有効に利用される。
【符号の説明】
【００８６】
１  ロボット、２  マニピュレーター、３  ロボットハンド、４ａ、４ｂ  タイミングベルト、１１  制御部、１２  カメラ、１３  画像処理部、２１  流体継手、２２  フロンガス回収装置、２３  ホース、２４  フロンガス供給装置、３１  冷熱機器、３２  バルブ、３３  バルブねじ部、３４  止めねじ、４１  コンベア、１０１  継手部材外周部、１０２  バルブ接続用ねじ部、１０３  バルブ支持部材、１０４  可動バルブ、１０５  圧縮コイルばね、１０６  バルブシート、１０７  Ｏリング、１０８  可動爪、１０９  可動爪先端部、１１０  Ｏリング、１１１  Ｖパッキン、１１２ａ  第１貫通孔、１１２ｂ  第２貫通孔、１１３  ボール部材、１１４  ボール部材受け溝、１１５  テーパ穴、１１６  スリーブ、１１７  圧縮コイルばね、１１８  止め輪、１１９  開口部、１２１  継手部材内周部、１２２  ナット締め用ねじ部、１３１  インサートスリーブ、１３２  押し付けスリーブ、１３３  ナット、１３４  Ｏリング、Ｙ１、Ｙ２  矢印、Ａ  丸枠、Ｊ  軸。 
【図１】
2020115020.tif 000003
【図２】
2020115020.tif 000004
【図３】
2020115020.tif 000005
【図４】
2020115020.tif 000006
【図５】
2020115020.tif 000007
【図６】
2020115020.tif 000008
【図７】
2020115020.tif 000009
【図８】
2020115020.tif 000010
【図９】
2020115020.tif 000011
【図１０】
2020115020.tif 000012
【図１１】
2020115020.tif 000013
【図１２】
2020115020.tif 000014
【図１３】
2020115020.tif 000015
【図１４】
2020115020.tif 000016
【図１５】
2020115020.tif 000017
【図１６】
2020115020.tif 000018
【図１７】
2020115020.tif 000019
【図１８】
2020115020.tif 000020
【図１９】
2020115020.tif 000021
【図２０】
2020115020.tif 000022
【図２１】
2020115020.tif 000023