(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受台に立設した支柱と、前記受台に載置したガス容器を前記支柱と平行に直立姿勢で固定支持するクランプ装置と、該クランプ装置の上方において前記支柱に沿って上下移動可能に設けられた回転駆動装置と、該回転駆動装置の出力軸に連動連結された回転伝動部と、該回転伝動部の下端に取り付けられたスパナとを備え、前記スパナに係合させた弁を前記回転伝動部により回動させて前記ガス容器の口金のねじ孔にねじ嵌合するようにしたガス容器の弁締め付け機であって、
前記支柱と平行に配設された案内ロッドと、
該案内ロッドに中間部位が軸受ボスを介して該案内ロッドの軸方向移動自在並びに該案内ロッドの周方向回動自在に取り付けられた可動支持枠とを有し、
該可動支持枠の一側端部に前記回転駆動装置が支持固定されると共に、他側端部に前記スパナの締め付けトルクを検出するロードセルが前記支柱の側面に押し付けられる方向に作動するように取り付けられていることを特徴とするガス容器の弁締め付け機。
【請求項２】
前記ロードセルを取り付ける前記可動支持枠の側端部が、前記支柱を両側方から挟み付けるように設けられた２本のアーム部を有し、
一方の前記アーム部の先端部分に前記ロードセルが固定され、該ロードセルの負荷ハウジングが、前記ロードセルの上下両側に配設されるねじ締め付け時の反力受ローラを介して取り付けられ、
他方の前記アーム部の先端部分にねじ弛め時の反力受ローラが取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のガス容器の弁締め付け機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガス容器のようなガス容器の口金のねじ孔に弁をねじ嵌合して取り付けるのに使用される弁締め付け機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種弁の取り付けには、受台に立設した支柱と、前記受台に載置したガス容器を前記支柱と平行に直立姿勢で固定支持するクランプ装置と、該クランプ装置の上方において前記支柱に沿って上下移動可能に設けられた回転駆動装置と、該回転駆動装置の出力軸に連動連結された回転伝動部と、該回転伝動部の下端に取り付けられたスパナとを備え、前記スパナに係合させた弁を前記回転伝動部により回動させて前記ガス容器の口金に設けたねじ孔にねじ嵌合するようにしたガス容器の弁締め付け機が使用されてきた。
【０００３】
上記従来の弁締め付け機により、前記ガス容器本体の口金のねじ孔に前記弁の雄ねじ部をねじ嵌合して取り付けるとき、前記弁の雄ねじ部が１回転する毎に、そのねじ山の１ピッチだけ前記弁は軸方向へ移動するが、該弁と前記スパナとの摩擦力によって前記弁が軸方向へ円滑に移動できないと、ねじ嵌合したねじ山の片側に生じる面圧で前記弁の雄ねじ部又は口金のねじ山を損傷させたり、これらのねじ山の反対側に隙間ができてガス漏れが生じるなどの締め付け不良が発生するという問題があった。
【０００４】
このような締め付け不良による問題を解決するために、スパナ回転用の回転駆動装置の出力軸と、スパナが取り付けられた伝動部材とを独立回転不能かつ軸方向移動自在に連結すると共に、該伝動部材を出力軸側へ所定の圧力で押圧するバネを介装した弁締め付け装置が特許文献１（特許第２８１３７６５号公報）に提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている弁締め付け装置では、前記出力軸と前記伝動部材とを前記バネを介して独立回転不能かつ軸方向移動自在に連結する連結装置が、前記出力軸の直下に設けられているので、締め付け作業の邪魔にならないようにするためには、前記連結装置は構造上できるだけ小さくする必要があり、強度的に無理が生じて変形し易いという問題がある。また、スパナと弁の締め付け面に生じる摩擦力の低減は、前記締め付け面間の距離と前記連結装置の外径寸法との比になるから、前記連結装置の外径寸法があまり大きくできないため、弁とスパナとの摩擦力による前記弁の軸方向への抵抗力はあまり低減されず、したがって前述した締め付け不良に対して十分ではなかった。
【０００６】
本発明は、ガス容器の口金のねじ孔に弁の雄ねじ部をねじ嵌合して取り付けるときに、弁とスパナとの摩擦によって生じる弁の軸方向への移動に対するスパナの軸方向抵抗力を大幅に低減させることにより、締め付け不良によるねじ嵌合部のねじ山の損傷やとガス漏れなどを効果的に防止することができるガス容器の弁締め付け機を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有している。
【０００８】
請求項１に係る発明は、受台に立設した支柱と、前記受台に載置したガス容器を前記支柱と平行に直立姿勢で固定支持するクランプ装置と、該クランプ装置の上方において前記支柱に沿って上下移動可能に設けられた回転駆動装置と、該回転駆動装置の出力軸に連動連結された回転伝動部と、該回転伝動部の下端に取り付けられたスパナとを備え、前記スパナに係合させた弁を前記回転伝動部により回動させて前記ガス容器の口金のねじ孔にねじ嵌合するようにしたガス容器の弁締め付け機であって、前記支柱と平行に配設された案内ロッドと、該案内ロッドに中間部位が軸受ボスを介して該案内ロッドの軸方向移動自在並びに該案内ロッドの周方向回動自在に取り付けられた可動支持枠とを有し、該可動支持枠の一側端部に前記回転駆動装置が支持固定されると共に、他側端部に前記スパナの締め付けトルクを検出するロードセルが前記支柱の側面に押し付けられる方向に作動するように取り付けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記ロードセルを取り付ける前記可動支持枠の側端部が、前記支柱を両側方から挟み付けるように設けられた２本のアーム部を有し、一方の前記アーム部の先端部分に前記ロードセルが固定され、該ロードセルの負荷ハウジングが、前記ロードセルの上下両側に配設される締め付け時の反力受ローラを介して取り付けられ、他方の前記アーム部の先端部分にねじ弛め時の反力受ローラが取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明に係るガス容器の弁締め付け機は、支柱と平行に配設された案内ロッドに中間部位を軸受ボスを介して該案内ロッドの軸方向移動自在並びに該案内ロッドの周方向自在に取り付けられた可動支持枠を有し、該可動支持枠の一端に回転駆動装置が支持固定されると共に、他端にスパナの締め付けトルクを検出するロードセルが前記支柱の側面に押し付けられる方向に作動するように取り付けられ、前記スパナによる締め付けトルクの反力を前記支柱の側面で受けるようにしたから、締め付けトルクの反力が作用する距離、すなわち前記案内ロッドを中心とする前記ロードセルの作用点までの距離を長く設定することが可能となり、ガス容器の口金のねじ孔に弁の雄ねじ部をねじ嵌合してスパナで締め付ける際、前記弁の軸方向への移動に対するスパナの軸方向抵抗力を大幅に低減させることができる。したがって、締め付けに伴う前記弁の軸方向移動に対して前記スパナは円滑に追随して弁と共に移動し、正常な締め付けが行なわれ、締め付け不良によるねじ嵌合部のねじ山の損傷やガス漏れなどを効果的に防止できる。
【００１１】
特に、請求項２に係る発明によれば、締め付けトルクの反力をローラを介して転がり接触により受けさせるようにしたから、弁の軸方向移動に対するスパナの軸方向抵抗をさらに低減させることができ、前記スパナは軸方向にほとんど抵抗なく弁の移動に円滑に追随して、締め付け不良による問題を一層効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るガス容器の弁締め付け機の正面図である。
【図２】同上側面図である。
【図３】図２の要部の拡大断面図である。
【図４】図１の４−４線に沿う矢視拡大図である。
【図５】同上ロードセル取り付け部の斜視図である。
【図６】同上ロードセル取り付け部の要部縦断面図である。
【図７】同上ロードセル取り付け部の支柱に対する配置状態の説明図で、（ａ）は図５のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ線矢視断面図、（ｃ）は図５のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１及び図２は、本発明に係るガス容器の弁締め付け機の一例を示している。該弁締め付け機１は、受台２の一端に立設した角柱状の支柱３を有し、該支柱３の下部に受台２に載置した高圧ガス容器（以下、ガス容器という。）Ａを支柱３と平行に直立姿勢で固定支持するクランプ装置４が設けられている。また、支柱３の上端部には、後述するスパナ回転用の回転駆動装置２０を吊架して上下移動可能に支持する取り付け台５が横方向に突出して設けられている。
【００１５】
クランプ装置４は、支柱３に固着した平面視コ字形の固定枠６を備え、該固定枠６に基準固定パット７と押えパット８とが相対向して設けられている。押えパット８は固定枠６に固装した固定用エアシリンダ９のピストンロッド１０に取り付けられて、基準固定パット７に対して接近離間自在になっている。基準固定パット７は、調整ねじ装置１１（図２参照）によりガス容器Ａの直径に対応して固定位置が調節できるようになっている。また、固定枠６には小容器用受台１２が旋回軸１３を介して左右に回動自在に取り付けられている。
【００１６】
回転駆動装置２０は、モータ２１と減速機２２とで構成され（図２及び図３参照）、減速機２２の出力軸２３に自在接手２４を介して回転伝動軸２５が連動連結され、該回転伝動軸２５は支柱３と平行して垂下し、その下端にスパナ２６が取り付けられている。回転駆動装置２０は、後述する可動支持枠３０の一側端にその減速機２２を固定して支持固定され、かつ、取り付け台５の両端部に回転自在に取り付けられた一対のスプロケット１５，１５に掛張したチェーン１６の一端に可動支持枠３０を連結して、可動支持枠３０と共に支柱３に沿って上下移動可能に吊架されている。チェーン１６の他端は支柱３の中空胴内に収容したバランス錘１７に連結されていて、該バランス錘１７の重量と、回転駆動装置２０及び可動支持枠３０を合わせた重量とが釣り合って、回転駆動装置２０と可動支持枠３０が軽い力で一体的に支柱３に沿って円滑に上下移動できるようになっている。
【００１７】
可動支持枠３０は中空で横長の直方体から成り、その中間部位が円筒状の軸受ボス３１を介して支柱３と平行に配設された案内ロッド３２に上下方向（軸方向）移動自在並びに周方向回動自在に取り付けられている。案内ロッド３２は、支柱３と回転伝動軸２５の中間位置において支柱３と平行に配設され、かつ、両端が支柱３に固着して横方向へ突設した支持アーム３３，３３に連結固定されている。そして、図４に良く示されているように、可動支持枠３０の一方の側端部に減速機２２をボルト３４で固定連結して、回転駆動装置２０が可動支持枠３０に支持固定されている。また、可動支持枠３０の他方の側端部は、後述するようにスパナ２６の締め付けトルクを支柱３の側面で受けさせるため、支柱３の両側面３ａ，３ｂを両側方から挟み付けるように設けられた２本のアーム部３５，３６を有するＵ字状に形成されている。
【００１８】
一方のアーム部３５の先端部分には、スパナ２６の締め付けトルクを検出するロードセル４０が取り付けられている（図５〜図７参照）。該ロードセル４０は、図７（ｂ）に示すように、アーム部３５に取付けねじ３６により固定された状態で負荷ハウジング４２の中央部に設けた空所部４３に収容され、その突起部４１が空所部４３の内側底面に当接している。そして、図５及び図６に示すように、負荷ハウジング４２の両端部には、一対のねじ締め付け時の反力受ローラ４４，４５がそれぞれ支持軸４６，４７を介して回転自在に取り付けられている。一方の支持軸４６は他方の支持軸４７より長くなっていて、該支持軸４６の両端部４６ａ，４６ａがアーム部３５の先端部分にねじ５０により固定した支持金具４８，４８に設けた長孔４９，４９に挿通され、該長孔４９，４９の範囲で遊動自在に支持されている。したがって、負荷ハウジング４２は支持軸４７を介して支持金具４８，４８に揺動可能に支持され、かつ、ローラ４４，４５を介して支柱３の側面３ａに接触するようになっている。
【００１９】
また、図３、図４に示すように、他方のアーム部３６の先端部分には、図示しない取付けねじで固定した支持金具５２にねじ弛め時の反力受ローラ５１が支持軸５３を介して回転自在に取り付けられている。
【００２０】
このように両アーム部３５，３６にローラ４４，４５及び５１を取り付けた可動支持枠３０は、一方のローラ４４，４５を支柱３の一方の側面３ａに固着した長手方向に延びるスライド板５４に摺接係合させると共に、他方のローラ５１を支柱３の側面３ｂに固着した長手方向に延びるスライド板５４に摺接係合させて、両アーム部３５，３６で支柱３の両側面３ａ，３ｂを挟み付けるようにして支柱３に上下方向（軸方向）移動自在に組み付けられる。そして、一方のローラ４４，４５がスパナ２６による弁のねじ締め付け時の反力受ローラとして機能し、他方のローラ５１が弁のねじ弛め時の反力受ローラとして機能する。なお、図中６０は制御盤である。
【００２１】
次に、上記構成を有する本発明の弁締め付け機１を用いて、ガス容器Ａの口金２８のねじ孔に弁２７の雄ねじ部をねじ嵌合して取り付ける作業について説明する。
【００２２】
先ず、受台２に載置したガス容器Ａをクランプ装置４の基準固定パット７と押えパット８で挟圧して、支柱３と平行に直立姿勢で固定支持する。次に、スパナ２６に弁２７を係合させ、該弁２７がガス容器Ａの口金２８に当接するまで回転駆動装置２０を可動支持枠３０と共に下降させる。この状態で回転駆動装置２０を作動させ、回転伝動軸２５によりスパナ２６を締め付け方向に回転させると、弁２７の雄ねじ部が口金２８のねじ孔にねじ嵌合してガス容器Ａに弁２７が取り付けられる。該弁２７の締め付け回転に伴って、弁２７がスパナ２６に係合した状態で軸方向へ円滑に移動することにより、締め付けが正常に行なわれる。このとき、図４に示すように、スパナ２６による締め付けトルクＴの反力Ｒが、案内ロッド３２を中心として可動支持枠３０のロードセル４０を取り付けたアーム部３５の先端部分に作用し、かつ、ローラ４４，４５を介して支柱３の側面３ａに転がり接触により受けられる。締め付けトルクＴは、反力Ｒと、該反力Ｒが作用する距離、すなわち案内ロッド３２を中心とするロードセル４０の作用点までの距離Ｌとの積と等しくなり、Ｔ＝ＲＬと表わされ、したがって、距離Ｌを長く設定することによって反力Ｒを小さくすることができる。一方、反力Ｒに起因するスパナ２６と弁２７との締め付け面間の摩擦による軸方向の抵抗力Ｓは、Ｓ＝ΣμＲとして表わすことができるので、Ｒを小さくすることと、ローラ４４，４５による転がり摩擦で摩擦係数μを小さくすることによって、軸方向抵抗力Ｓが大幅に低減されることになる。したがって、弁締め付けに伴う弁２７の軸方向の移動に対するスパナ２６の軸方向抵抗を大幅に低減させることができ、スパナ２６が弁２７に追随して円滑に移動し、正常な締め付けが行なわれ、前述した締め付け不良によるねじ嵌合部のねじの損傷やガス漏れなどを効果的に防止される。
【００２３】
そして、適正な締め付けトルクをロードセル４０が検出すると、回転駆動装置２０の回転が停止して、弁２７の締め付けが完了する。続いて、回転駆動装置２０が可動支持枠３０と共に上昇し、スパナ２６を弁２７から離脱させる。
【符号の説明】
【００２４】
１  弁締め付け機
２  受台
３  支柱
３ａ，３ｂ  支柱３の両側面
４  クランプ装置
５  取り付け台
２０  回転駆動装置
２１  モータ
２２  減速機
２３  出力軸
２５  回転伝動軸
２６  スパナ
２７  弁
３０  可動支持枠
３１  軸受ボス
３２  案内ロッド
３３  支持アーム
３５，３６  可動支持枠３０のアーム部
４０  ロードセル
４１  ロードセル４０の突起部
４２  負荷ハウジング
４３  空所部
４４，４５  ねじ締め付け時の反力受ローラ
４６，４７  支持軸
４６ａ，４６ａ  支持軸４６の両端部
４８  支持金具
４９  長孔
５１  ねじ弛め時の反力受ローラ
５２  支持金具
５３  支持軸
６０  制御盤
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特許第２８１３７６５号公報
【図１】
0005647530.tif 000002
【図２】
0005647530.tif 000003
【図３】
0005647530.tif 000004
【図４】
0005647530.tif 000005
【図５】
0005647530.tif 000006
【図６】
0005647530.tif 000007
【図７】
0005647530.tif 000008