(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス充填容器が移載される箇所の上方で昇降自在な昇降支持台と、
この昇降支持台を上下に貫通するように位置する縦軸心を中心としてベアリングを介して回動可能な姿勢で前記昇降支持台に取り付けられた回動体と、
この回動体に、その各リンクの上端部が接続された平行リンク機構と、
この平行リンク機構における各リンクの下端部に接続されたノズル支持台と、
前記ノズル支持台により支持されているとともに、容器バルブを把持する把持姿勢とこの把持姿勢を解除する開放姿勢とに開閉自在な一対の把持アームと、ガスを注入する注入口とを有し、この把持アームにより容器バルブを把持することにより、容器バルブの充填口に前記注入口を装着させる充填ノズルと
を備え、
前記回動体における前記平行リンク機構の各リンクとの接続部に球面部が取り付けられ、
前記平行リンク機構の各リンクにおける前記回動体との接続部に、前記回動体の球面部を受ける球面受部が設けられ、
前記ノズル支持台における前記平行リンク機構の各リンクとの接続部に球面部が取り付けられ、
前記平行リンク機構の各リンクにおける前記ノズル支持台との接続部に、前記ノズル支持台の球面部を受ける球面受部が設けられ、
前記平行リンク機構により、前記充填ノズルを支持する前記ノズル支持台が、前記ガス充填容器の容器バルブに対して前記充填ノズルが接近離間する方向に揺動可能に支持され、
前記平行リンク機構の各接続部に設けられた前記球面部分とこの球面部分を受ける前記球面受部とにより、前記ノズル支持台が前記球面に沿った上下および横方向を含む方向にも移動可能とされ、前記充填ノズルの前記容器バルブに対する前記球面に沿った上下および横方向を含む方向の移動を許容させる構成とした
ガス充填装置。
【請求項２】
平行リンク機構をなすリンクが下方に延長されて延長部が設けられ、把持アームを開けた際に把持アームに設けた突部がリンクの前記延長部に当接することにより、充填ノズルが容器バルブから離反するようにリンクを傾動させる一方、把持アームを閉じた際には把持アームに設けた突部がリンクの前記延長部から離脱して充填ノズルを容器バルブ側に接近させるように構成した請求項１記載のガス充填装置。
【請求項３】
昇降支持台には、容器バルブのハンドルに係合してハンドルを開閉方向に回転させる容器バルブ開閉装置が設けられている請求項１または２に記載のガス充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス充填容器の容器バルブに対して充填ノズルを自動的に装着してガスを充填するガス充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガス充填容器に対して液化ガスを自動的に充填するガス充填装置は既に知られている。このガス充填装置は計量台を備え、計量台の上に所定の向きにガス充填容器が自動または手動で載せられる。そして、充填ノズルがガス充填容器の容器バルブに自動的に装着され、容器バルブのハンドルが自動的に開けられた後、充填量を計量しながら所定重量まで液化ガスを充填するように構成されている。
【０００３】
この種のガス充填装置の充填ノズルを支持する構造は図８〜図１４に示すようなものであった。
図８、図９において、１は昇降自在に支持されてなる昇降支持台で、２本の支持ロッド２に沿って図外のエアシリンダにより昇降される。昇降支持台１には、縦軸心ｚを中心として同軸の外回転軸３と内回転軸４とが上下に貫通した姿勢でベアリング５を介して回転自在に配置されており、外回転軸３が回転駆動モータ６によりギヤ７、８を介して回転される。外回転軸３の下端部には、容器バルブ９のハンドル１０に係合可能な複数の係合ピン１１ａを有するハンドル係合部１１がスプライン結合されている。そして、容器バルブ９の上方にハンドル係合部１１が位置した状態から昇降支持台１を下降させ、ハンドル係合部１１をハンドル１０に係合させた後、回転駆動モータ６を駆動することでハンドル１０を開閉するようになっている。なお、ハンドル係合部１１はばね１２、１３で昇降可能に支持され、内回転軸４の下端に取り付けられた押え板１４がハンドル１０に当接したことを検知センサ１５で検知するようになっている。
【０００４】
昇降支持台１は外回転軸３の外周を取り巻くように垂下部１ａが設けられている。この垂下部１ａに、充填ノズル２０を支持するための支持アーム２１がベアリング１６を介して縦軸心ｚを中心として回動自在に支持され、昇降支持台１と支持アーム２１とに掛け渡されたばね１７の伸縮範囲で支持アーム２１が回動できる。
【０００５】
支持アーム２１は斜め下側方に延設され、ガイドロッド２２およびスライド部２３を介して充填ノズル２０が支持されている。充填ノズル２０はガイドロッド２２に沿って昇降可能に支持され、図１０〜図１３に示すように、スライド部２３に設けられたスライドレール２３ａに沿って容器バルブ９に対して前後方向（接近離間する方向）に移動可能とされている。２４はガイドロッド２２に外装された圧縮ばね、図１１における２３ｇはスライド部２３の固定側板２３ｂの突起２３ｈと可動側板２３ｃの突起２３ｉとに掛け渡された引張ばねである。
【０００６】
充填ノズル２０には、図１１の実線部に示すように容器バルブ９を把持する姿勢と、図１１の仮想線部に示すように、把持姿勢を解除する開放姿勢とにわたって開閉自在な一対の把持アーム２５が設けられ、これらの把持アーム２５は充填ノズル２０の下面に取り付けられたアーム開閉用シリンダ２６のロッド２６ａの出退動作により支持軸２７まわりに開閉される。また、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、スライド部２３の固定側板２３ｂには下方に突出する突出ピン２３ｄが形成され、この突出ピン２３ｄが、スライド部２３の可動側板２３ｃに設けられた窓部２３ｅを通して湾曲レバー２９に係合されている。湾曲レバー２９は可動側板２３ｃの下面にに設けられた突出ピン２３ｆを支点として揺動可能とされ、先端部の突起２３ｊが把持アーム２５の後面に当接されている。そして、把持アーム２５にて容器バルブ９を把持した際に、スライド部２３の固定側板２３ｂに対してスライド部２３の可動側板２３ｃないし充填ノズル２０が引張ばね２３ｇに抗して前方に移動して、充填ノズル２０の注入口２０ａが容器バルブ９の充填口１８（図１０参照）に密着するようになっている。
【０００７】
なお、図１２における２５ａ、２５ｂは把持アーム２５に設けられたガイド片で、把持アーム２５が閉じられた際に、容器バルブ９の胴部９ａ（図１０参照）に接して充填ノズル２０を案内するようになっている。また、図８における２８は、昇降支持台１の下降動作を中止させる停止用検知センサで、昇降支持台１を下降させている時にアーム開閉用シリンダ２６などがガス充填容器の本体などに当接して、充填ノズル２０側が支持アーム２１側に対して相対的に上方に移動した場合に、これを検知して、昇降支持台１の下降動作を中止させる。
【０００８】
このような構成において、昇降支持台１が予め上方に配置された状態で、昇降支持台１の下方の計量台の上に所定の向きでガス充填容器が載せられると、昇降支持台１が下降される。この際、把持アーム２５は開けられている。昇降支持台１が下降されると、容器バルブ９のハンドル１０に内回転軸４の下端の押え板１４が当接して、これが検知センサ１５で検知された時点で、昇降支持台１の下降動作が停止される。
【０００９】
次に、把持アーム２５が閉じられて充填ノズル２０が容器バルブ９に装着される。すなわち、把持アーム２５を閉じることで、湾曲レバー２９が図１４（ａ）に示す位置から図１４（ｂ）で示す位置まで揺動するため、これにより、固定側板２３ｂに対して可動側板２３ｃが前方に移動し、この結果、充填ノズル２０が前進する。また、これと同時に、把持アーム２５の先端やガイド片２５ａ、２５ｂが容器バルブ９の胴部９ａなどに係合し、ガイド片２５ａ、２５ｂの当り具合にならって、充填ノズル２０の注入口２０ａを容器バルブ９の充填口１８に密着させる。
【００１０】
この場合に、このガス充填装置においても、充填ノズル２０を縦軸心ｚを中心に揺動可能で、かつスライド部２３により前後にも移動可能に支持しているため、容器バルブ９の充填口１８の位置が少しずれている場合でも、充填ノズル２０を容器バルブ９に接続できるように図られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、容器バルブ９がガス充填容器の本体Ａに対して中央位置Ｂから約１０ｍｍ程度の範囲内でずれて取り付けられていることがあり、このようにずれている位置やその距離によっては、充填ノズル２０を容器バルブ９に良好に接続できないことがあった。この場合は、係員が自動充填作業を中止しなければならず、作業能率が低下してしまう。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するもので、容器バルブがガス充填容器本体に対して中央位置からずれて取り付けられている場合でも、充填ノズルを容器バルブに良好に接続できるガス充填装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載のガス充填装置は、ガス充填容器が移載される箇所の上方で昇降自在な昇降支持台と、この昇降支持台を上下に貫通するように位置する縦軸心を中心としてベアリングを介して回動可能な姿勢で前記昇降支持台に取り付けられた回動体と、この回動体に、その各リンクの上端部が接続された平行リンク機構と、この平行リンク機構における各リンクの下端部に接続されたノズル支持台と、前記ノズル支持台により支持されているとともに、容器バルブを把持する把持姿勢とこの把持姿勢を解除する開放姿勢とに開閉自在な一対の把持アームと、ガスを注入する注入口とを有し、この把持アームにより容器バルブを把持することにより、容器バルブの充填口に前記注入口を装着させる充填ノズルとを備え、前記回動体における前記平行リンク機構の各リンクとの接続部に球面部が取り付けられ、前記平行リンク機構の各リンクにおける前記回動体との接続部に、前記回動体の球面部を受ける球面受部が設けられ、前記ノズル支持台における前記平行リンク機構の各リンクとの接続部に球面部が取り付けられ、前記平行リンク機構の各リンクにおける前記ノズル支持台との接続部に、前記ノズル支持台の球面部を受ける球面受部が設けられ、前記平行リンク機構により、前記充填ノズルを支持する前記ノズル支持台が、前記ガス充填容器の容器バルブに対して前記充填ノズルが接近離間する方向に揺動可能に支持され、前記平行リンク機構の各接続部に設けられた前記球面部分とこの球面部分を受ける前記球面受部とにより、前記ノズル支持台が前記球面に沿った上下および横方向を含む方向にも移動可能とされ、前記充填ノズルの前記容器バルブに対する前記球面に沿った上下および横方向を含む方向の移動を許容させる構成としたものである。
【００１４】
この構成により、充填ノズルは昇降支持台の縦軸心を中心に回動可能で、かつ平行リンク機構により容器バルブに対して接近離間方向に揺動可能であり、しかも、球面部および球面受部により容器バルブに対する上下および横方向の移動も許容されているため、容器バルブがガス充填容器本体に対して中央位置からずれて取り付けられている場合でも、充填ノズルを容器バルブに良好に接続できる。
【００１５】
本発明の請求項２記載のガス充填装置は、請求項１に記載のガス充填装置において、平行リンク機構をなすリンクが下方に延長されて延長部が設けられ、把持アームを開けた際に把持アームに設けた突部がリンクの前記延長部に当接することにより、充填ノズルが容器バルブから離反するようにリンクを傾動させる一方、把持アームを閉じた際には把持アームに設けた突部がリンクの前記延長部から離脱して充填ノズルを容器バルブ側に接近させるように構成したものである。
【００１６】
この構成により、把持アームを開状態から閉じると、充填ノズルが容器バルブに接近するため、充填ノズルを容器バルブに良好に密着させることができる。
本発明の請求項３記載のガス充填装置は、請求項１または２に記載のガス充填装置において、昇降支持台には、容器バルブのハンドルに係合してハンドルを開閉方向に回転させる容器バルブ開閉装置が設けられているものである。
【００１７】
この構成により、容器バルブ開閉装置にて容器バルブのハンドルの開閉も自動的に行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、従来のガス充填装置と、同機能のものには同符号を付す。
【００１９】
図１〜図３において、１は、２本の支持ロッド２に沿って図外のエアシリンダにより昇降される昇降支持台である。昇降支持台１には縦軸心ｚを中心として同軸の外回転軸３と内回転軸４とが上下に貫通した姿勢でベアリング５を介して回転自在に配置されており、外回転軸３が横配置のエアシリンダ３０によりラック３１およびギヤ３２、３３、３４を介して回転される。外回転軸３の下端部には、容器バルブ９のハンドル１０に係合可能な複数の係合ピン１１ａを有するハンドル係合部１１がスプライン結合されており、容器バルブ９の上方にハンドル係合部１１が位置した状態から昇降支持台１を下降させてハンドル係合部１１をハンドル１０に係合させた後、エアシリンダ３０を駆動することでハンドル１０を回転させて開閉するようになっている。なお、ハンドル係合部１１はばね１２、１３で昇降可能に支持され、内回転軸４の下端に取り付けられた押え板１４がハンドル１０に当接したことを検知センサ１５で検知するようになっている。
【００２０】
昇降支持台１は外回転軸３の外周を取り巻くように垂下部１ａが設けられている。この垂下部１ａに、回動体３５がベアリング１６を介して縦軸心ｚを中心として回動自在に支持され、昇降支持台１と回動体３５とに掛け渡されたばね１７の伸縮範囲で回動体３５が回動できる。
【００２１】
図３、図４に示すように、回動体３５は側方に延設され、この回動体３５の延設部３５ａに、平行リンク機構４０の３本のリンク４１、４２、４３の上端側が結合されている。平行リンク機構４０は、上方寄りに配置されている１本の中央のリンク４１と、この中央のリンク４１の斜め下方両側に配置ている２本の側部のリンク４２、４３とを有し、各リンク４１、４２、４３の下端側は、充填ノズル２０を昇降可能に支持するノズル支持台５１に取り付けられている。
【００２２】
図４に示すように、各リンク４１、４２、４３と接続する回動体３５の延設部３５ａならびにノズル支持台５１の各接続箇所には連結ピン５３，５４，５５を介して球面部３５ｂ、５１ａが取り付けられ、各リンク４１、４２、４３の接続部には、前記球面部３５ｂ、５１ａを受ける球面受部４１ａ、４２ａ、４３ａがそれぞれ形成されており、これにより、ノズル支持台５１側は、回動体３５の延設部３５ａに設けられている各リンク４１、４２、４３の接続部を中心としてａ方向（図３参照、容器バルブ９に対して前後ならびに上下方向）に揺動可能でかつｂ方向（図４参照、容器バルブ９に対して左右方向）にも移動可能とされている。また、中央のリンク４１は球面受部４１ａからさらに下方まで一体的に延長され、この延長部４１ｂの下端にはプッシャローラ５２が取り付けられている。また、側部のリンク４２、４３の中央部とノズル支持台５１とにかけて引張ばね４４が掛け渡されており、外力が作用していない場合には、図３に示すような姿勢を維持するようになっている。
【００２３】
ノズル支持台５１によりガイドロッド２２に沿って充填ノズル２０が支持されている。２４はガイドロッド２２に外装された圧縮ばねである。図５〜図７に示すように、充填ノズル２０には、容器バルブ９を把持する姿勢（図６の実線部参照）とこの把持姿勢を解除する開放姿勢（図６の仮想線部参照）とにわたって開閉自在な一対の把持アーム２５が設けられ、把持アーム２５は充填ノズル２０の下面に取り付けられたアーム開閉用シリンダ２６のロッド出退動作により支持軸２７まわりに開閉される。一方の把持アーム２５の上面には上方に突出する突部としての突出ピン２５ｃが形成され、図３に示すように、この突出ピン２５ｃが中央のリンク４１のプッシャローラ５２に当接可能な姿勢で臨んでいる。そして、把持アーム２５を開いた際には、図３において仮想線で示すように、突出ピン２５ｃがプッシャローラ５２に当接するとともに後方に押して中央のリンク４１を傾斜させ、充填ノズル２０を後方に移動させるようになっている。
【００２４】
なお、２５ａ、２５ｂは把持アーム２５に設けられたガイド片で、把持アーム２５が閉じられた際に、容器バルブ９の胴部に接して充填ノズル２０を案内するようになっている。また、２８は昇降支持台１の下降動作を中止させるための停止用検知センサで、昇降支持台１を下降させている時にアーム開閉用シリンダ２６などがガス充填容器の本体などに当接して、充填ノズル２０側が回動体３５側に対して相対的に上方に移動した場合に、これを検知して、昇降支持台１の下降動作を中止させる。
【００２５】
上記構成において、昇降支持台１が予め上方に配置された状態で、昇降支持台１の下方の計量台の上にガス充填容器が所定の向きで載せられると、昇降支持台１が下降され、この際、把持アーム２５は開けられている。昇降支持台１の下降動作により、容器バルブ９のハンドル１０に内回転軸４の下端の押え板１４が当接し、これが検知センサ１５で検知されると、昇降支持台１の下降動作が停止される。
【００２６】
次に、アーム開閉用シリンダ２６が駆動され、把持アーム２５が閉じられて充填ノズル２０が容器バルブ９に装着される。この時、図３に示すように、把持アーム２５を閉じることで、把持アーム２５の突出ピン２５ｃがプッシャローラ５２から離反するため、中央のリンク４１を傾斜させて後方に移動していた充填ノズル２０が前進する。また、これと同時に、把持アーム２５の先端やガイド片２５ａ、２５ｂが容器バルブ９の胴部などに係合し、ガイド片２５ａ、２５ｂの当り具合にならって、充填ノズル２０の注入口２０ａが容器バルブ９の充填口１８に密着する。
【００２７】
この場合に、充填ノズル２０は、昇降支持台１に対して回動体３５を介して支持されているため、縦軸心ｚを中心に回動可能であるとともに、かつ平行リンク機構４０をも介して支持されているため、ａ方向（容器バルブ９に対して前後ならびに上下方向）に揺動可能であるため、容器バルブ９の充填口１８の位置が少しずれている場合でも、充填ノズル２０を容器バルブ９に接続できる。さらに、平行リンク機構４０の各リンク４１、４２、４３の接続部は球面受部４１ａ、４２ａ、４３ａならびに球面部３５ｂ、５１ａを介して結合されているため、容器バルブ９に対してｂ方向、すなわち容器バルブ９に対して左右方向にも移動可能とされ、これにより、容器バルブ９がガス充填容器の本体に対して中央位置から例え１０ｍｍ程度の範囲内でずれて取り付けられていた場合でも、充填ノズル２０が容器バルブ９にならって移動し、充填ノズル２０の注入口２０ａを容器バルブ９の充填口１８に良好に密着させることができる。
【００２８】
この後、ガス充填容器が所定重量に達すると、把持アーム２５が開かれて充填ノズル２０の注入口２０ａが容器バルブ９の充填口１８から離反され、その後、昇降支持台１が上昇されて、次の充填作業に備えられる。
【００２９】
上記のように、充填ノズル２０は昇降支持台１の縦軸心ｚを中心に回動可能で、かつ平行リンク機構４０により容器バルブ９に対して前後ならびに上下に揺動可能であり、しかも、球面部３５ｂ、５１ａおよび球面受部４１ａ、４２ａ、４３ａにより容器バルブ９に対する左右の移動も許容されているため、充填ノズル２０の移動可能な範囲の自由度が大きくなって、容器バルブ９がガス充填容器の本体に対して中央位置からずれて取り付けられている場合でも、充填ノズル２０を容器バルブ９に良好に接続でき、その結果、充填ノズル２０の装着不良を殆どなくすことができて、自動充填作業が中断することが防止されるため作業能率が向上する。また、万一、充填ノズル２０の装着不良が発生した場合でも、球面部３５ｂ、５１ａおよび球面受部４１ａ、４２ａ、４３ａにより手動でずらしたりすることも容易に行えるため、充填ノズル２０の姿勢を修正することも容易に行うことができる。
【００３０】
また、平行リンク機構４０のリンク４１を利用しながら、従来よりも簡単な構造で、把持アーム２５の閉動作に連動させて充填ノズル２０を前進させて容器バルブ９に良好に密着させることができるため、構造が簡素化される。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、昇降自在な昇降支持台の縦軸心を中心に回動可能な回動体と、容器バルブの充填口に装着される充填ノズルとの間に、平行リンク機構を介装するとともに、平行リンク機構の各取付箇所に球面部および球面受部を設けたことにより、充填ノズルが、昇降支持台の縦軸心を中心に回動可能で、容器バルブに対して前後ならびに上下に揺動可能であり、しかも、球面部および球面受部により容器バルブに対する左右の移動も許容されるため、容器バルブがガス充填容器本体に対して中央位置からずれて取り付けられている場合でも、充填ノズルを容器バルブに良好に接続できる。したがって、充填ノズルの容器バルブに対する装着不良率を低減させることができ、自動充填作業を中止することを防止できて、作業能率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるガス充填装置の充填ノズル支持箇所の部分切欠正面図である。
【図２】同ガス充填装置の昇降支持台の平面断面図である。
【図３】同ガス充填装置の平行リンク機構およびその近傍箇所の部分切欠正面図である。
【図４】同ガス充填装置の平行リンク機構の部分切欠側面図である。
【図５】同ガス充填装置の充填ノズルの正面図である。
【図６】同ガス充填装置の充填ノズルの平面図である。
【図７】同ガス充填装置の充填ノズルの側面図である。
【図８】従来のガス充填装置の充填ノズル支持箇所の部分切欠正面図である。
【図９】同従来のガス充填装置の昇降支持台の平面断面図である。
【図１０】同従来のガス充填装置の充填ノズルの正面図である。
【図１１】同従来のガス充填装置の充填ノズルの平面図である。
【図１２】同従来のガス充填装置の充填ノズルの側面図である。
【図１３】同従来のガス充填装置の充填ノズルの下面図である。
【図１４】同従来のガス充填装置における把持アームの開閉と充填ノズルの位置関係を示すための概略的な平面図で、（ａ）は把持アーム開時、（ｂ）は把持アーム閉時の状態を示す。
【符号の説明】
１                          昇降支持台
９                          容器バルブ
１０                        ハンドル
１１                        ハンドル係合部
２０                        充填ノズル
２５                        把持アーム
２５ｃ                      突出ピン
２６                        アーム開閉用シリンダ
３５                        回動体
４０                        平行リンク機構
４１、４２、４３            リンク
４１ｂ                      延長部
５１                        ノズル支持台
３５ｂ、５１ａ              球面部
４１ａ、４２ａ、４３ａ      球面受部
５２                        プッシャローラ
ｚ                          縦軸心
【図１】
0003599572.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003599572.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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