(57)【要約】【課題】容器内に鉄球を充填し、容器から鉄球を取り出す充填・取り出し装置を提供する。【解決手段】充填・取り出し装置１は、供給口１４を下に向けてホッパＨを上方に配置し、バルブ取り付け口１０を上に向けて容器Ｃ２を下方に配置する基台２と、ホッパＨと容器Ｃ２に挿入されてモータ７で回転する取り出し管２０（図４）を有する。取り出し管の上端部にはホッパ内の球体を取り込む切欠き２１がある。モータで取り出し管を回転させれば切欠きから球体が取り込まれて取り出され、下端の排出孔２２から容器に充填される。球体の取り出し、充填作業を従来の手作業よりも簡単かつ短時間で行える。容器の整備時間が大幅に短縮され、整備員の身体的負担及び疲労が軽減される。【選択図】図７
2020157410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の小体を収納した第１容器が開口を下にして設置されるとともに、前記小体が充填される第２容器が開口を上にして前記第１容器の下方に設置される基台と、
前記基台に設置された前記第１容器の前記開口に一端部が挿入されるとともに前記基台に設置された前記第２容器の前記開口に他端部が対応するように前記一端部を上向きにして前記基台に回転自在に設けられた上下に貫通する取り出し管と、
前記基台に設置されて前記取り出し管を回転させる駆動手段と、
を具備することを特徴とする小体の充填・取り出し装置。
【請求項２】
前記取り出し管は、前記一端部の外周面に前記小体の導入孔が形成され、前記他端側に排出孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の小体の充填・取り出し装置。
【請求項３】
前記第１容器と前記第２容器の少なくとも一方の前記開口の内周面にめねじ部が設けられており、
前記めねじ部に噛合するおねじ部が外周面に設けられるとともに前記取り出し管の外径よりも大きい内径の貫通孔が形成された保護具を前記開口に取り付けたことを特徴とする請求項２記載の小体の充填・取り出し装置。
【請求項４】
前記基台は、
前記第２容器を保持するとともに前記駆動手段が取り付けられた下部架台と、前記第１容器を保持するとともに前記取り出し管が取り付けられて前記下部架台に対して水平方向に位置調整が可能とされた上部架台と、を備えており、
前記駆動手段は、
前記取り出し管を回転させる駆動源と、前記駆動源と前記取り出し管を連動連結する伝動ベルトと、を備えていることを特徴とする請求項３記載の小体の充填・取り出し装置。
【請求項５】
前記上部架台には、前記取り出し管を回転自在に支持する軸受を備えた保持部が取り付けられていることを特徴とする請求項４記載の小体の充填・取り出し装置。
【請求項６】
前記第１容器と前記第２容器の少なくとも一方は金属製容器であり、前記小体はさびを除去するための金属製の球体であり、前記保護具が取り付けられる前記開口は前記金属製容器のバルブ取付け口であることを特徴とする請求項３〜５の一つに記載の小体の充填・取り出し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に小体を充填し、また容器から小体を取り出すために有用な小体の充填・取り出し装置に係り、具体例を挙げれば、内面に生じた錆を除去するため金属製容器に金属製等の球体を充填し、またさび取り作業後に金属製容器から球体を取り出す場合に利用できる小体の充填・取り出し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定期間にわたり使用された金属製ガス容器（例えば高圧ガス容器）は、定期的に行われる検査において内面にさびの発生が見出される場合があり、そのような場合にはさびを除去する作業を行う必要がある。従来、このような錆の除去作業においては、金属製ガス容器内に、水と、さび取り用の小体である球体（例えば鉄球）を容積の半分程度まで充填し、金属製ガス容器を輪転機に載せて回転させ、金属製ガス容器の内面と球体との接触によって内面からさびを除去していた。この作業において、金属製ガス容器に球体を充填する作業は、従来、バルブを外した後のバルブ取り付け口に樋を当てて球体を手作業で流し込んでおり、相応の時間を要していた。
【０００３】
また、さびの除去作業が終わった後には、金属製ガス容器の外に球体等を取り出す必要がある。従来、さび取り用の球体を取り出す作業は、金属製ガス容器のバルブ取付け口からバルブを外し、バルブ取付け口が下に向くように金属製ガス容器を反転した姿勢に保持し、人手によって千枚通しをバルブ取付け口に抜き差しすることで、さびとともに球体を外に排出させて行っていたが、これについても人手による作業のため、球体の充填作業に要する時間以上の長時間を要していた。
【０００４】
以上のような問題のうち、特に容器から球体を取り出す作業に係る問題を解決するため、本願発明者は、下記特許文献１に記載の「金属製ガス容器内壁サビ取り用球体の取出し工具及び方法」を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３３７８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
千枚通しを用いた前述した球体の取り出し作業においては、熟練した技術を習得した整備員でなければ効率的な作業を行うことができず、多くの場合、球体の充填から輪転機による回転、そして球体の取り出しに至るまでのさび取り工程の全体に要する工数（時間）の半分程度は、球体の充填及び取り出し作業のために費やされている。また、従来の人手に頼る方法では、特に取り出し作業において整備員の手首や肘などへの負担が大きく、疲労が蓄積しやすいという問題があった。
【０００７】
球体の取り出し作業において、上記特許文献１に記載した工具を用いた場合であっても、当該工具は整備員がハンドルを回して操作するため、千枚通しを用いた従来の球体の取り出し方法に比べれば相応の効率化は図れるものの、さらなる工数の減少及び整備員の負担の軽減が求められる現状に鑑みれば、一層の作業の効率化を進める必要がある。また、上記特許文献１に記載した工具では、そもそも球体の取り出しには使用できても、容器に球体を充填することはできない。
【０００８】
本発明は、以上説明した従来の技術及びその認識から得られた課題に鑑みてなされたものであり、容器に小体を充填し、また小体が充填された容器から小体を取り出すために有用な小体の充填・取り出し装置を提供することにより、小体の充填作業及び取り出し作業の何れについても、従来の手動による方法よりも簡単かつ短時間で行えるようにして作業時間を大幅に短縮化し、さらに作業従事者の身体的負担及び疲労を軽減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載された小体の充填・取り出し装置は、
複数の小体を収納した第１容器が開口を下にして設置されるとともに、前記小体が充填される第２容器が開口を上にして前記第１容器の下方に設置される基台と、
前記基台に設置された前記第１容器の前記開口に一端部が挿入されるとともに前記基台に設置された前記第２容器の前記開口に他端部が対応するように前記一端部を上向きにして前記基台に回転自在に設けられた上下に貫通する取り出し管と、
前記基台に設置されて前記取り出し管を回転させる駆動手段と、
を具備することを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載された小体の充填・取り出し装置は、請求項１記載の小体の充填・取り出し装置において、
前記取り出し管は、前記一端部の外周面に前記小体の導入孔が形成され、前記他端側に排出孔が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載された小体の充填・取り出し装置は、請求項２記載の小体の充填・取り出し装置において、
前記第１容器と前記第２容器の少なくとも一方の前記開口の内周面にめねじ部が設けられており、
前記めねじ部に噛合するおねじ部が外周面に設けられるとともに前記取り出し管の外径よりも大きい内径の貫通孔が形成された保護具を前記開口に取り付けたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載された小体の充填・取り出し装置は、請求項３記載の小体の充填・取り出し装置において、
前記基台は、
前記第２容器を保持するとともに前記駆動手段が取り付けられた下部架台と、前記第１容器を保持するとともに前記取り出し管が取り付けられて前記下部架台に対して水平方向に位置調整が可能とされた上部架台と、を備えており、
前記駆動手段は、
前記取り出し管を回転させる駆動源と、前記駆動源と前記取り出し管を連動連結する伝動ベルトと、を備えていることを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載された小体の充填・取り出し装置は、請求項４記載の小体の充填・取り出し装置において、
前記上部架台には、前記取り出し管を回転自在に支持する軸受を備えた保持部が取り付けられていることを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載された小体の充填・取り出し装置は、請求項３〜５の一つに記載の小体の充填・取り出し装置において、
前記第１容器と前記第２容器の少なくとも一方は金属製容器であり、前記小体はさびを除去するための金属製の球体であり、前記保護具が取り付けられる前記開口は前記金属製容器のバルブ取付け口であることを特徴としている。
【００１５】
なお、以上の各請求項に記載の構成要素を、上述した請求項の引用関係以外の態様で任意に組合せてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、多数の小体を容器に充填し、また容器から取出す作業を自動化することにより、従来の人手による方法に比べて作業がより容易になり、作業時間を大幅に短縮化することができ、小体の充填・取り出し作業に伴う人員の身体的負担及び疲労を軽減することができる。
【００１７】
より具体的には、その小体が、容器の内部に充填され、容器に運動を与えることで容器の内面に衝突して内面の物質を除去する場合には、全体として相当の重量になる多数の小体を容器に充填し、また容器から取出す作業を動力化、自動化することができるため、従来の人手による方法に比べて容器の整備がより容易になり、整備時間を大幅に短縮化でき、さらに相当の重量となる小体の取り出し作業に伴う整備員の身体的負担及び疲労を軽減することができる効果が得られる。
【００１８】
特に請求項１に記載された小体の充填・取り出し装置によれば、
基台の所定位置に所定の姿勢で第１容器を配置し、駆動手段を作動させるだけで、人手に頼ることなく、第１容器の内部で取り出し管が回転して一端部の側から取り出し管の内部に小体を導入し、他端部の側から小体を排出して、第１容器から小体を取り出す作業を自動的に行うことができる。その際、基台の所定位置に所定の姿勢で第２容器を配置しておけば、第１容器から取り出した小体を、そのまま第２容器に充填し、又は排出する作業も人手を介さずに同時に行うことができる。なお、第１容器としては、小体が充填された供給用のホッパでもよいし、小体で内面から物質を除去する作業が終了した後の小体が充填されたままの圧力容器でもよい。第２容器としては、小体で内面から物質を除去する作業を行う空の圧力容器でもよいし、使用後の小体の排出を受けて収納する受皿等でもよい。
【００１９】
また請求項２に記載された小体の充填・取り出し装置によれば、
第１容器から小体を取り出す作業において、第１容器の内部で回転する取り出し管は、第１容器の内部にある一端部の外周面に設けられた導入孔から小体を取込み、他端側の排出孔から連続的に排出できるので小体の取り出し作業を効率的に行うことができる。
【００２０】
また請求項３に記載された小体の充填・取り出し装置によれば、
第１容器と第２容器の少なくとも一方の開口の内周面に形成されためねじ部に保護具を取り付けて保護することにより、第１容器又は／及び第２容器に挿入された取り出し管がめねじ部を損傷することを確実に防止できる。
【００２１】
また請求項４に記載された小体の充填・取り出し装置によれば、
上部架台に取り付けられた取り出し管を、下部架台に取り付けられた駆動源によって回転させることができる。人力ではなく駆動源を用いるため、取り出し管を一定の回転数で回転させることができる。伝動ベルトが巻装されるプーリーのサイズを変えることにより、取り出し管の回転数を所望の値に設定することができる。下部架台に対する上部架台の位置を調整することにより、伝動ベルトの張力を調節し、駆動源による取り出し管の回転を最適な状態で行わせることができる。
【００２２】
また請求項５に記載された小体の充填・取り出し装置によれば、
取り出し管は、保持部の軸受で支えられているため、人力よりも大きい駆動源の動力によって回転させても、回転の中心がぶれることはなく、効率的な小体の取り出しを行うことができる。
【００２３】
また請求項６に記載された小体の充填・取り出し装置によれば、
内面のさびを除去するための球体を金属製容器の内部に充填する作業や、金属製容器の内部にさび除去作業のために充填された球体を作業後に外に取り出す作業において、以上説明した各請求項に記載の発明の効果を得ることができる。このため、具体的な一例を挙げれば、金属製ガス容器の内面のさび取り用球体の充填・取り出し作業を従来の方法より簡単かつ短時間に行うことが可能となり、金属製ガス容器の整備時間を大幅に短縮化することができ、さらにさび取り用球体の充填・取り出し作業に伴う身体的負担及び疲労を無くすことが可能であり、さらに金属製ガス容器のバルブ取り付け部のねじ山の保護が確実となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る充填・取り出し装置の正面図である。
【図２】実施形態に係る充填・取り出し装置の平面図である。
【図３】実施形態に係る充填・取り出し装置の右側面図である。
【図４】実施形態に係る充填・取り出し装置の右方部分の拡大平面図である。
【図５】実施形態に係る充填・取り出し装置の取り出し管の部品図であり、分図（ａ）が正面図、分図（ｂ）が平面図、分図（ｃ）が分図（ａ）のＡ−Ａ切断線における拡大断面図である。
【図６】実施形態に係る充填・取り出し装置における駆動機構等を示す拡大正面図である。
【図７】球体の充填に用いられている実施形態に係る充填・取り出し装置の正面図である。
【図８】実施形態に係る充填・取り出し装置に用いられる保護具の断面図である。
【図９】実施形態に係る充填・取り出し装置において保護具を取り付けた容器のバルブ取り付け口に取り出し管を挿入した充填時の状態を示す拡大断面図である。
【図１０】球体の取り出しに用いられている実施形態に係る充填・取り出し装置の正面図である。
【図１１】実施形態に係る充填・取り出し装置において保護具を取り付けた容器のバルブ取り付け口に取り出し管を挿入した取り出し時の状態を示す拡大断面図である。
【図１２】球体の取り出し及び充填に用いられている実施形態に係る充填・取り出し装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１〜図１２を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
本発明は、容器の内面に存在する物質を除去するために使用される小体を容器内に充填し、また小体を容器から取出すための装置に関するものであるが、以下に説明する実施形態は、本発明をより具体的な形態として示したものである。すなわち、この実施形態は、高圧ガス容器の内面のさびを除去するために使用される小体である鉄球を高圧ガス容器等から取り出し、また高圧ガス容器等に供給、充填するための装置に関するものであって、前記「背景技術」の項で説明したような高圧ガス容器の内面のさびを除去する作業に好適に使用される。なお、以下の説明において、高圧ガス容器はガス容器又は単に容器と呼称する場合もある。
【００２６】
なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２７】
図１〜図３に示すように、本実施形態の充填・取り出し装置１は基台２を備えている。基台２は、床面３の上に横置きで設置された大型枠状の直方体である下部架台４と、下部架台４の長手方向の両翼上側にそれぞれ縦置きで配置された小型枠状の直方体である２基の上部架台５を備えている。
【００２８】
図１〜図３に示すように、下部架台４の中央上側には、小型枠状の直方体である取付け枠６が縦置きで取付けられており、この取付け枠６内には駆動手段の一部である駆動源としてのモータ７が駆動軸８を鉛直下方に向けて取付けられており、駆動軸８は下部架台４の内部に突出している。モータ７以外の駆動手段の構成については後述する。取付け枠６の内部には、モータ７のＯＮ／ＯＦＦを行うスイッチを含む制御部９が取り付けられている。また、後に図７、図１０及び図１２等を参照して説明するように、下部架台４の長手方向の両翼の空間内には、鉄球を充填する対象である第２容器としてのガス容器Ｃ２、又は同鉄球を受け入れる第２容器としての受皿Ｄが開口を上に向けて設置される。なお、ここで開口とは、ガス容器Ｃ２にあってはバルブ類を取り外した後のバルブ取り付け口１０あり、受皿Ｄにあっては上側の広口１１の部分を意味する。
【００２９】
図２及び図４に示すように、下部架台４の上部の枠内において、取付け枠６を挟む両側の各２つの長辺４ａ，４ａには、各長辺４ａに平行なガイド１２が同一の高さで設けられている。これら２対のガイド１２の上には、下部架台４の長手方向に沿って移動可能となるように、それぞれ上部架台５が載置されている。また、後に図７、図１０及び図１２等を参照して説明するように、上部架台５の内部には、鉄球を取り出す対象である第１容器としてのガス容器Ｃ１又は鉄球の供給源である第１容器としてのホッパＨが開口を下に向けて設置される。なお、ここで開口とは、ガス容器Ｃ１にあってはバルブ類を取り外した後のバルブ取り付け口１０であり、ホッパＨにあっては鉄球が供給される上面の大きな開放部ではなく、逆円錐台形の先細部にある供給口１４を意味する。
【００３０】
図２及び図４に示すように、下部架台４の上部の枠内において、取付け枠６を挟む両側の各短辺４ｂ，４ｂの中央には、各短辺４ｂ，４ｂに固定された固定ナット１５を介して調整ボルト１６が螺合されている。調整ボルト１６は下部架台４の長手方向に平行かつ水平な姿勢で配置されており、その一端は上部架台５の側面にロックナット１７（図４参照）で結合されており、その他端には図３にも示すように調整ハンドル１８が取り付けられている。この調整ハンドル１８を回動させれば、調整ボルト１６が回動して下部架台４の長手方向（長辺４ａに平行な方向）に平行に移動する。この操作により、下部架台４の長手方向の何れかの方向に向けて上部架台５をガイド１２に沿って摺動させることができ、下部架台４の位置を調整することができる。また、固定ナット１５と調整ハンドル１８の間の調整ボルト１６には、締め付けナット１５’が設けられている。調整ハンドル１８を回動させる際には、締め付けナット１５’を固定ナット１５から離した位置に移動させ、下部架台４の位置の調整が済んだ後に締め付けナット１５’を固定ナット１５に当接する位置に移動させて調整ボルト１６をダブルナットで固定すれば、下部架台４が少なくとも上部架台５側に移動しないように固定することができる。
【００３１】
図１〜図４に示すように、上部架台５の中央には鉛直方向に平行な姿勢で金属製の取り出し管２０が取り付けられている。取り出し管２０を図５に示す。取り出し管２０は、取り付け時に鉛直方向の上端部となる一端部の外周面に、鉄球を導入できる大きさの導入孔として切欠き２１が形成されている。なお、鉄球の大きさは、さび取りの対象である容器のサイズや、さびの状態にもよるが、概ね直径数ミリから数センチ程度とすることができる。切欠き２１は、取り出し管２０の上端部から略中央部までにわたり、その略半周部分を略かまぼこ形に除去して形成した開口であり、管の軸方向に平行な縁部２１ａの長さは管の全長の約半分に及ぶ。また、取り出し管２０の略中央部にある切欠き２１の基端部は管の軸線に対して直角ではなく、アール状に加工されており、互いに平行な２つの縁部２１ａは管の略中央部で略円弧状に連続している。このため、鉄球の取り出し時に取り出し管２０に力が加わっても、切欠き２１の基端部に応力が集中して取り出し管２０が破損する恐れは可及的に小さくできる。また、取り出し管２０は、取り付け時に鉛直方向の下端部となる他端部の孔が鉄球の排出孔２２とされている。取り出し管２０は、鉄球を切欠き２１から受け入れて排出孔２２から排出させることができるように、その内径は、少なくとも鉄球の外径よりも大きいことが必要である。本実施形態では、例えば鉄球の直径を１０ｍｍとし、これに対して効率的な取り出しの観点から取り出し管２０の内径を１３ｍｍ（外径は１５ｍｍ）としたが、取り出し管２０の内径は鉄球の直径の数倍程度までとすることができる。また、容器Ｃ内で密集している鉄球のなかで取り出し管２０を回転させたとき、切欠き２１の縁部２１ａが鉄球に引っ掛かって取り出し管２０の回転を妨げる等の動作不良を起こすことなく、切欠き２１内に鉄球を容易に引き込めるようにするため、切欠き２１の縁部２１ａは機械加工により刃物状に先鋭化しておくことが好ましい。
【００３２】
図２、図４及び図６に示すように、取り出し管２０は保持部２５によって回転自在に支持されている。保持部２５は上下に配置された２個の軸受２６，２６（ラジアル軸受）を有しており、取り出し管２０が回転する際に回転中心がぶれないように取り出し管２０を支えている。図６では上部架台５を省略しているが、図２及び図４に示すように保持部２５は上部架台５の下部中央に取り付けられている。
【００３３】
図１及び図６に示すように、取り出し管２０の他端部（下端部）には、従動プーリ２７が取り付けられており、また前記モータ７の駆動軸８には駆動プーリ２８が取り付けられており、従動プーリ２７と駆動プーリには伝動ベルト２９が巻装されている。これら従動プーリ２７、駆動プーリ２８及び伝動ベルト２９が、前記モータ７とともに取り出し管２０の駆動手段を構成している。
【００３４】
図７は、実施形態に係る充填・取り出し装置１を用いてホッパＨから鉄球を取り出し、取り出した鉄球をガス容器Ｃ２に充填する作業を行う場合の正面図である。この図において、上部架台５に設置されたホッパＨが、鉄球が取り出される第１容器であり、下部架台４に設置されたガス容器Ｃ２が、取り出された鉄球の充填対象である第２容器である。ホッパＨは、底板の開放部１３を上にし、開口としての供給口１４を下に向けた状態で、底板のフランジを上部架台５の上端縁に掛止させて垂下されている。取り出し管２０の一端部（上端部）は開放されたホッパＨの供給口１４から挿入されている。ガス容器Ｃ２の開口であるバルブ取り付け口１０からはバルブが取り外されており、バルブ取り付け口１０は開放されている。ガス容器Ｃ２は、開放されたバルブ取り付け口１０を上に向けた状態で下部架台４の底板の上に載置されている。取り出し管２０の他端部（下端部）は、開放されたバルブ取り付け口１０から挿入されている。
【００３５】
図７において、取り出し管２０の他端部（下端部）が挿入されたガス容器Ｃ２のバルブ取り付け口１０には、バルブを取り付けるためにバルブ取り付け口１０の内周面に設けられためねじ部を保護するための保護具３０（図７には不図示）が取り付けられている。この保護具３０を図８に示し、ガス容器Ｃ２のバルブ取り付け口１０に対する取り付け状態を図９に示す。
【００３６】
図８に示すように保護具３０は先細のテーパ形状であり、その外周面にはおねじ部３１が形成されている。また、保護具３０には取り出し管２０を挿入するための貫通孔３２が設けられている。
【００３７】
図９に示すように、ガス容器Ｃ２のバルブ取り付け口１０の内周面は外に向けて拡径したテーパ状であり、おねじ部３１に噛合するめねじ部１０ａが形成されている。図９に示すように、バルブ取り付け口１０に取り付けられる保護具３０の貫通孔３２の内径は、取り出し管２０の外径よりもやや大きく、バルブ取り付け口１０のめねじ部１０ａの最小内径よりも小さい。従って、図９に示すように、ガス容器Ｃ２のバルブ取り付け口１０に保護具３０を取り付けておけば、保護具３０の貫通孔３２から取り出し管２０を挿入しても取り出し管２０がめねじ部１０ａに接触する恐れはなく、取り出し管２０がめねじ部１０ａを損傷する不具合は確実に防止できる。
【００３８】
本発明の実施形態の作用を図７及び図９を参照して説明する。
図７は、充填・取り出し装置１を用いて２個のホッパＨから２個のガス容器Ｃ２に鉄球を同時に充填する状態を示す正面図である。各取り出し管２０ごとに、取り出し管２０の一端部（上端部）が供給口１４に挿入されるように上部架台５にホッパＨを配置し、取り出し管２０の他端部（下端部）がバルブ取り付け口１０に挿入されるように下部架台４に空のガス容器Ｃ２を配置する。図９に示すように、下部架台４に配置されたガス容器Ｃ２のバルブ取り付け口１０には、保護具３０が取り付けられている。従って、取り出し管２０の他端部をバルブ取り付け口１０に挿入する際にバルブ取り付け口１０のめねじ部１０ａを損傷するおそれはない。
【００３９】
制御部９のスイッチをＯＮにしてモータ７を駆動し、取り出し管２０をホッパＨ内で回転させて切欠き２１から取り出し管２０内に鉄球を取り込む。このとき、取り出し管２０の回転によって切欠き２１の近傍にある鉄球が取り出し管２０の内部に取り入れられると、次には取り出し管２０の中心から見て当該鉄球の後方にある他の鉄球が重力により取り出し管２０の近くに寄せられ、続いて取り出し管２０の内部に取り込まれていく。すなわち、取り出し管２０の回転と重力の作用によってホッパＨ内に積層した多数の鉄球の置換が促進されるので、このような動きの連続により、鉄球を連続的に効率よくホッパＨ外に取り出し、ガス容器Ｃ２に充填していくことができる。
【００４０】
ガス容器Ｃ２に対する鉄球の従来の充填作業は、樋をバルブ取り付け口１０に当てて鉄球を流し込む手作業による方法であったが、実施形態の充填・取り出し装置１による鉄球の充填作業は、これと比較して極めて迅速に行うことができ、ガス容器Ｃ２の整備時間を大幅に短縮することができる。具体的には、手作業で充填に１０分要していたとすると、実施形態の充填・取り出し装置１によれば同じガス容器Ｃ２に対して充填に要する時間は３分に短縮された。また、手作業によれば、整備員１名につき、１個のガス容器Ｃ２の処理を行うのが限度であり、２個以上のガス容器Ｃ２を同時に処理することは無理であるが、本装置１では同時に２個のガス容器Ｃ２に対して鉄球の充填を行うことができる。また、手作業によれば鉄球の取り出し時、充填時に鉄球が樋から落下して飛散する不都合が生じることがあったが、実施形態の充填・取り出し装置１ではこの不具合が解消された。また、整備員の技術や経験によって効率が左右される度合いも少なく、整備員ごとの取り出し時間の差が縮小された。さらに整備員の手首や肘にかかる負担は解消された。
【００４１】
本発明の実施形態の作用の他の例を図１０を参照して説明する。
図１０は、充填・取り出し装置１を用いて２個のガス容器Ｃ１から２個の受皿Ｄにそれぞれ鉄球を同時に取り出す状態を示す正面図である。２本の取り出し管２０ごとに、取り出し管２０の他端部（下端部）が受皿Ｄの上側の広口１１と対応するように下部架台４に受皿Ｄを配置し、取り出し管２０の一端部（上端部）がバルブ取り付け口１０に挿入されるように上部架台５にガス容器Ｃ１を配置する。このガス容器Ｃ１は、内部に鉄球が充填されており、既に輪転機にかけてさびの除去作業が終了したものであり、内部にある除去されたさびや水とともに鉄球を取り出す対象となるものである。
【００４２】
図１１に示すように、上部架台５に配置されたガス容器Ｃ１のバルブ取り付け口１０には、保護具３０が取り付けられている。このため、取り出し管２０の一端部をバルブ取り付け口１０に挿入する際にバルブ取り付け口１０のめねじ部１０ａを損傷するおそれはない。
【００４３】
制御部９のスイッチをＯＮにしてモータ７を駆動し、取り出し管２０をガス容器C1内で回転させて切欠き２１から取り出し管２０内に鉄球を取り込み、さびとともに鉄球を連続的に効率よくガス容器Ｃ１外に取り出して、受皿Ｄに排出することができる。取り出し管２０による鉄球の取込みと排出の作用は図７を参照して先に説明した通りである。
【００４４】
ガス容器Ｃ１から鉄球を取り出す作業は、「背景技術」の項で説明したように、人手によって千枚通しをバルブ取付け口１０に抜き差しすることで行っていたが、実施形態の充填・取り出し装置１による鉄球の取り出し作業は、これと比較して極めて迅速に行うことができ、ガス容器Ｃ１の整備時間を大幅に短縮することができる。具体的には、手作業で鉄球の取り出しに２０分要していたとすると、実施形態の充填・取り出し装置１によれば同じガス容器Ｃ２に対して取り出しに要する時間は３分に短縮された。また、手作業によれば、整備員１名につき、１個のガス容器Ｃ２の処理を行うのが限度であり、２個以上のガス容器Ｃ２を同時に処理することは無理であるが、本装置１では同時に２個のガス容器Ｃ２から鉄球の取り出しを行うことができる。また、手作業によれば鉄球の取り出し時、充填時に鉄球が飛散する不都合が生じることがあったが、実施形態の充填・取り出し装置１ではこの不具合が解消された。また、整備員の技術や経験によって効率が左右される度合いも少なく、整備員ごとの取り出し時間の差が縮小された。さらに整備員の手首や肘にかかる負担は解消された。
【００４５】
本発明の実施形態の作用の他の例を図１２を参照して説明する。
図１２は、充填・取り出し装置１を用いて２個のガス容器Ｃ１から鉄球を取り出し、２個のガス容器Ｃ２に対して鉄球を同時に充填する状態を示す正面図である。２本の取り出し管２０ごとに、取り出し管２０の一端部（上端部）がバルブ取り付け口１０に挿入されるように上部架台５にガス容器Ｃ１を配置し、取り出し管２０の他端部（下端部）がバルブ取り付け口１０に挿入されるように下部架台４にガス容器Ｃ２を配置する。上部架台５に配置されたガス容器Ｃ１は、内部に鉄球が充填されており、既に輪転機にかけてさびの除去作業が終了したものであり、内部にある除去されたさびや水とともに鉄球を取り出す対象となるものである。この例では、ガス容器Ｃ１から取り出した鉄球を、さび取りを行う次の他のガス容器Ｃ２に充填する。
【００４６】
図１１及び図９にそれぞれ示すように、上部架台５に配置されたガス容器Ｃ１のバルブ取り付け口１０と、下部架台４に配置されたガス容器Ｃ２のバルブ取り付け口１０には、何れも保護具３０が取り付けられている。このため、取り出し管２０を上下のガス容器Ｃ１，Ｃ２の各バルブ取り付け口１０，１０に挿入する際に、バルブ取り付け口１０のめねじ部１０ａを損傷するおそれはない。
【００４７】
制御部９のスイッチをＯＮにしてモータ７を駆動し、取り出し管２０の一端部をガス容器Ｃ１内で回転させて切欠き２１から取り出し管２０内に鉄球を取り込み、上部架台５のガス容器Ｃ１から連続的に効率よく鉄球を取り出し、そのまま下部架台４のガス容器Ｃ２に充填することができる。取り出し管２０による鉄球の取込みと排出の作用は図７を参照して説明した通りである。
【００４８】
本実施形態の充填・取り出し装置１では、例えば図１２に示した使用例において、装置の例えば右側で上下に配置された２本のガス容器Ｃ１，Ｃ２に替えて、図１０に示す装置１のように、ガス容器Ｃ１及び受皿Ｄを上下に配置してもよい。この場合、装置１の右側ではガス容器Ｃ１から受皿Ｄに鉄球を取り出す作業が行われ、装置の左側ではガス容器Ｃ１から鉄球を取り出して他のガス容器Ｃ２に鉄球を充填する作業が行われることになる。また、図１０に示した取り出し作業と、図１２に示した取り出し・充填作業と、図７に示したホッパＨからガス容器Ｃ２への充填作業を、一台の充填・取り出し装置１において任意の組み合わせで実行することもできる。このように、本実施形態の充填・取り出し装置１によれば、鉄球の取り出し・充填を行う作業位置を２つ有しているので、優先順位の高い作業、又は必要な作業を任意の組み合わせで同時に行うことができる。また、一台の充填・取り出し装置１のなかに鉄球の取り出し・充填を行う作業位置を３つ以上設けて利便性をさらに高めてもよい。
【００４９】
また、上部架台５及び下部架台４に配置される可能性のある容器Ｃのサイズに合わせて、長さの異なる取り出し管２０を複数種類用意しておき、現実に設置される容器Ｃのサイズに合わせて適当な長さの取り出し管２０に交換するようにしてもよい。
【００５０】
以上説明した実施形態では、金属製のガス容器の内面に生じたさびを除去するためにガス容器に小体としての鉄球を充填し、さびの除去工程後に鉄球を取り出す例を説明した。しかしながらこれは具体的な一例にすぎない。容器の材質を金属に限定するものではなく、従って容器の内面にある物質はさびに限定されない。容器の内面にある物質としては、容器の内面から除去する必要性がある物質であればよく、例えば容器の内面に存在する物質を何らかの目的で除去する場合に、小体を容器に充填して運動させることで物質を除去する方法が採用できるのであれば、このような容器に関する小体の充填、取り出しも本発明の適用範囲となる。また、小体は球形に限らず、その形状は目的に応じて任意であり、材質は鉄に限らず、目的に応じて任意に選定できる。さらに、容器が貯蔵する物質はガスに限らずガス以外の流体、粉体その他の物質でもよい。さらにまた、容器の目的は小体以外の物質の貯蔵に限るものではなく、小体自体が容器に貯蔵すべき対象である場合も本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１…充填・取り出し装置
２…基台
４…下部架台
５…上部架台
７…駆動手段としてのモータ
１０…容器の開口としてのバルブ取り付け口
１０ａ…バルブ取り付け口のめねじ部
１１…受皿の開口としての広口
１４…ホッパの開口としての供給口
２０…取り出し管
２１…取り出し管の導入口としての切欠き
２２…取り出し管の排出孔
２５…保持部
２６…軸受
２７…駆動手段としての従動プーリ
２８…駆動手段としての駆動プーリ
２９…駆動手段としての伝動ベルト
３０…保護具
３１…保護具のおねじ部
３２…保護具の貫通孔
Ｃ１…第１容器としてのガス容器
Ｃ２…第２容器としてのガス容器
Ｄ…第２容器としての受皿
Ｈ…第１容器としてのホッパ
【図１】
2020157410.tif 000003
【図２】
2020157410.tif 000004
【図３】
2020157410.tif 000005
【図４】
2020157410.tif 000006
【図５】
2020157410.tif 000007
【図６】
2020157410.tif 000008
【図７】
2020157410.tif 000009
【図８】
2020157410.tif 000010
【図９】
2020157410.tif 000011
【図１０】
2020157410.tif 000012
【図１１】
2020157410.tif 000013
【図１２】
2020157410.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月13日(2020.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の小体を収納した第１容器が開口を下にして設置されるとともに、前記小体が充填される第２容器が開口を上にして前記第１容器の下方に設置される基台と、
前記基台に設置された前記第１容器の前記開口に一端部が挿入されるとともに前記基台に設置された前記第２容器の前記開口に他端部が対応するように前記一端部を上向きにして前記基台に回転自在に設けられ、前記小体を導入できるように前記一端部の外周面をかまぼこ状に除去してなる切欠きと、前記他端側に設けられた排出孔とを備えた上下に貫通する取り出し管と、
前記基台に設置されて前記第１容器内で前記取り出し管を回転させて前記切欠きから前記取り出し管内に小体を取り込むことにより、前記取り出し管の回転と重力の作用によって前記第１容器内に積層した小体の置換を促進する動きを連続させて小体を連続的に前記排出孔から第１容器外に取り出して小体を前記第２容器に充填させる駆動手段と、
を具備することを特徴とする小体の充填・取り出し装置。
【請求項２】
複数の小体を収納した第１容器が開口を下にして設置されるとともに、前記小体が充填される第２容器が開口を上にして前記第１容器の下方に設置される基台と、
前記基台に設置された前記第１容器の前記開口に一端部が挿入されるとともに前記基台に設置された前記第２容器の前記開口に他端部が対応するように前記一端部を上向きにして前記基台に回転自在に設けられた上下に貫通する取り出し管と、
前記基台に設置されて前記取り出し管を回転させる駆動手段と、
を具備し、
前記基台は、
前記第２容器を保持するとともに前記駆動手段が取り付けられた下部架台と、前記第１容器を保持するとともに前記取り出し管が取り付けられて前記下部架台に対して水平方向に位置調整が可能とされた上部架台と、を備えており、
前記駆動手段は、
前記取り出し管を回転させる駆動源と、前記駆動源と前記取り出し管を連動連結する伝動ベルトと、を備えており、
前記下部架台に対する前記上部架台の位置を調整して前記伝動ベルトの張力を調節する調整ハンドルをさらに有することを特徴とする小体の充填・取り出し装置。
【請求項３】
前記第１容器と前記第２容器の少なくとも一方の前記開口の内周面にめねじ部が設けられており、
前記めねじ部に噛合するおねじ部が外周面に設けられるとともに前記取り出し管の外径よりも大きい内径の貫通孔が形成された保護具を前記取り出し管が前記めねじ部に接触しないように前記開口に取り付けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の小体の充填・取り出し装置。
【請求項４】
前記上部架台には、前記取り出し管を回転自在に支持する軸受を備えた保持部が取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の小体の充填・取り出し装置。
【請求項５】
前記第１容器と前記第２容器の少なくとも一方は金属製容器であり、前記小体はさびを除去するための金属製の球体であり、前記保護具が取り付けられる前記開口は前記金属製容器のバルブ取付け口であることを特徴とする請求項４に記載の小体の充填・取り出し装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項１に記載された小体の充填・取り出し装置は、
複数の小体を収納した第１容器が開口を下にして設置されるとともに、前記小体が充填される第２容器が開口を上にして前記第１容器の下方に設置される基台と、
前記基台に設置された前記第１容器の前記開口に一端部が挿入されるとともに前記基台に設置された前記第２容器の前記開口に他端部が対応するように前記一端部を上向きにして前記基台に回転自在に設けられ、前記小体を導入できるように前記一端部の外周面をかまぼこ状に除去してなる切欠きと、前記他端側に設けられた排出孔とを備えた上下に貫通する取り出し管と、
前記基台に設置されて前記第１容器内で前記取り出し管を回転させて前記切欠きから前記取り出し管内に小体を取り込むことにより、前記取り出し管の回転と重力の作用によって前記第１容器内に積層した小体の置換を促進する動きを連続させて小体を連続的に前記排出孔から第１容器外に取り出して小体を前記第２容器に充填させる駆動手段と、
を具備することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項２に記載された小体の充填・取り出し装置は、
複数の小体を収納した第１容器が開口を下にして設置されるとともに、前記小体が充填される第２容器が開口を上にして前記第１容器の下方に設置される基台と、
前記基台に設置された前記第１容器の前記開口に一端部が挿入されるとともに前記基台に設置された前記第２容器の前記開口に他端部が対応するように前記一端部を上向きにして前記基台に回転自在に設けられた上下に貫通する取り出し管と、
前記基台に設置されて前記取り出し管を回転させる駆動手段と、
を具備し、
前記基台は、
前記第２容器を保持するとともに前記駆動手段が取り付けられた下部架台と、前記第１容器を保持するとともに前記取り出し管が取り付けられて前記下部架台に対して水平方向に位置調整が可能とされた上部架台と、を備えており、
前記駆動手段は、
前記取り出し管を回転させる駆動源と、前記駆動源と前記取り出し管を連動連結する伝動ベルトと、を備えており、
前記下部架台に対する前記上部架台の位置を調整して前記伝動ベルトの張力を調節する調整ハンドルをさらに有することを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項３に記載された小体の充填・取り出し装置は、請求項１又は２記載の小体の充填・取り出し装置において、
前記第１容器と前記第２容器の少なくとも一方の前記開口の内周面にめねじ部が設けられており、
前記めねじ部に噛合するおねじ部が外周面に設けられるとともに前記取り出し管の外径よりも大きい内径の貫通孔が形成された保護具を前記開口に取り付けたことを特徴としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項４に記載された小体の充填・取り出し装置は、請求項３記載の小体の充填・取り出し装置において、
前記上部架台には、前記取り出し管を回転自在に支持する軸受を備えた保持部が取り付けられていることを特徴としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項５に記載された小体の充填・取り出し装置は、請求項３又は４に記載の小体の充填・取り出し装置において、
前記第１容器と前記第２容器の少なくとも一方は金属製容器であり、前記小体はさびを除去するための金属製の球体であり、前記保護具が取り付けられる前記開口は前記金属製容器のバルブ取付け口であることを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
特に請求項１に記載された小体の充填・取り出し装置によれば、
基台の所定位置に所定の姿勢で第１容器を配置し、駆動手段を作動させるだけで、人手に頼ることなく、第１容器の内部で取り出し管が回転して一端部の側から取り出し管の内部に小体を導入し、他端部の側から小体を排出して、第１容器から小体を取り出す作業を連続的に効率よく自動的に行うことができる。その際、基台の所定位置に所定の姿勢で第２容器を配置しておけば、第１容器から取り出した小体を、そのまま第２容器に充填し、又は排出する作業も人手を介さずに連続的に効率よく同時に行うことができる。なお、第１容器としては、小体が充填された供給用のホッパでもよいし、小体で内面から物質を除去する作業が終了した後の小体が充填されたままの圧力容器でもよい。第２容器としては、小体で内面から物質を除去する作業を行う空の圧力容器でもよいし、使用後の小体の排出を受けて収納する受皿等でもよい。また、第１容器から小体を取り出す作業において、第１容器の内部で回転する取り出し管は、第１容器の内部にある一端部の外周面をかまぼこ状に除去してなる切欠きから小体を取込むことにより、前記取り出し管の回転と重力の作用によって前記第１容器内に積層した小体の置換を促進する動きを連続させて小体を連続的に前記排出孔から第１容器外に連続的に取り出して小体を前記第２容器に充填させる作業を連続的・効率的に行うことができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また請求項２に記載された小体の充填・取り出し装置によれば、
基台の所定位置に所定の姿勢で第１容器を配置し、駆動手段を作動させるだけで、人手に頼ることなく、第１容器の内部で取り出し管が回転して一端部の側から取り出し管の内部に小体を導入し、他端部の側から小体を排出して、第１容器から小体を取り出す作業を連続的に効率よく自動的に行うことができる。その際、基台の所定位置に所定の姿勢で第２容器を配置しておけば、第１容器から取り出した小体を、そのまま第２容器に充填し、又は排出する作業も人手を介さずに連続的に効率よく同時に行うことができる。なお、第１容器としては、小体が充填された供給用のホッパでもよいし、小体で内面から物質を除去する作業が終了した後の小体が充填されたままの圧力容器でもよい。第２容器としては、小体で内面から物質を除去する作業を行う空の圧力容器でもよいし、使用後の小体の排出を受けて収納する受皿等でもよい。また、上部架台に取り付けられた取り出し管を、下部架台に取り付けられた駆動源によって回転させることができる。人力ではなく駆動源を用いるため、取り出し管を一定の回転数で回転させることができる。伝動ベルトが巻装されるプーリーのサイズを変えることにより、取り出し管の回転数を所望の値に設定することができる。下部架台に対する上部架台の位置を調整ハンドルで調整することにより、伝動ベルトの張力を調節し、駆動源による取り出し管の回転を最適な状態で行わせることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また請求項４に記載された小体の充填・取り出し装置によれば、
取り出し管は、保持部の軸受で支えられているため、人力よりも大きい駆動源の動力によって回転させても、回転の中心がぶれることはなく、効率的な小体の取り出しを行うことができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また請求項５に記載された小体の充填・取り出し装置によれば、
内面のさびを除去するための球体を金属製容器の内部に充填する作業や、金属製容器の内部にさび除去作業のために充填された球体を作業後に外に取り出す作業において、以上説明した各請求項に記載の発明の効果を得ることができる。このため、具体的な一例を挙げれば、金属製ガス容器の内面のさび取り用球体の充填・取り出し作業を従来の方法より簡単かつ短時間に行うことが可能となり、金属製ガス容器の整備時間を大幅に短縮化することができ、さらにさび取り用球体の充填・取り出し作業に伴う身体的負担及び疲労を無くすことが可能であり、さらに金属製ガス容器のバルブ取り付け部のねじ山の保護が確実となる。