(57)【要約】【課題】  防爆型定角度回転装置における回転対象体のカム部材を成形型により形成する際に、このカム部材の製造コストを低減する。【解決手段】  インデックスモータに供給されたエアー信号に基づいて、一定方向に一定角度ずつ間欠的に回動される回転対象体を構成するとともに、外周に凹凸を有する複数のカム部材５７を、それぞれの外周形状に応じて製造するカム部材の製造方法であって、カム部材５７の凸部５７ａの外周面５７ｄがなす円弧状面を含む円周面６２ａを有する第１の成形型６２と、カム部材５７の凹部６６に対応する形状の第２の成形型６３とを用い、第１の成形型６２の円周面６２ａにおける所定の位置に第２の成形型６３を接触状態で配置し、第１の成形型６２と第２の成形型６３とにより囲まれた空間に材料を充填して、外周に所定の凹凸を有するカム部材５７を成形する。【選択図】図５
2006224104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防爆型の定角度回転機構に供給されたエアー信号に基づいて、前記防爆型定角度回転機構により一定方向に一定角度ずつ間欠的に回動される回転対象体を構成するとともに、外周に形成された凹凸により、前記回転対象体の外周に対応する位置に配列された複数のスイッチ手段の切換を行う円盤状の複数のカム部材を、それぞれの外周形状に応じて製造するカム部材の製造方法であって、カム部材の凸部の外周面がなす円弧状面を含む円周面を有する第１の成形型と、前記カム部材の凹部に対応する形状の第２の成形型とを用い、前記第１の成形型の円周面における所定の位置に前記第２の成形型を接触状態で配置し、前記第１の成形型と前記第２の成形型とにより囲まれた空間に材料を充填して、外周に所定の凹凸を有するカム部材を成形することを特徴とするカム部材の製造方法。
【請求項２】
成形するカム部材の外周における所定の形状の凹部が、成形する他のカム部材の外周にも存在するときには、前記所定の形状の凹部を成形する第２の成形型を、それぞれのカム部材を成形する際に共通して用いることを特徴とする請求項１記載のカム部材の製造方法。
【請求項３】
防爆型の定角度回転機構に供給されたエアー信号に基づいて、前記防爆型定角度回転機構により一定方向に一定角度ずつ間欠的に回動される回転対象体を構成するとともに、外周に形成された凹凸により、前記回転対象体の外周に対応する位置に配列された複数のスイッチ手段の切換を行う円盤状の複数のカム部材を、それぞれの外周形状に応じて製造するカム部材の製造方法であって、前記複数のカム部材における凸部を含まない本体部を形成するとともに、それぞれのカム部材における本体部の外周に形成される凸部を、その形状ごとに形成し、本体部の外周に凸部を取り付けることで、外周に所定の凹凸を有するカム部材を形成することを特徴とするカム部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カム部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
充填容器としてのボンベに可燃性の高圧ガスを充填する高圧ガス充填装置は既に知られている。この種の高圧ガス充填装置においては、ガスの充填工程を自動で行う形式のものがあり、その自動充填工程は次のように行われている。
【０００３】
図１０に示すように、まず、計量装置１を内蔵した計量台部２上に、空のボンベ３を搬入させ、搬入されたボンベ３が転倒しないようにチャッキング装置４によりチャッキングさせる。チャッキングが完了するとボンベ３の上端に設けられた容器バルブ５に対して充填ユニット６を図中の仮想線にて示すように下降させ、充填ユニット６の充填ノズル７を容器バルブ５の充填口８に結合させる。
【０００４】
充填ノズル７と充填口８との結合が終わると、容器バルブ５のハンドル９を回して容器バルブ５におけるガス供給路の充填弁を開放させ、ボンベ３に高圧ガスの充填を開始する。そして、計量装置１がボンベ３の重量からボンベ３に充填された高圧ガスの量が定量に達したことを検出すると、容器バルブ５のハンドル９を上記とは逆に回して前記充填弁を閉鎖させ、充填ノズル７を容器バルブ５の充填口８から引き離すとともに、充填ユニット６を上昇させてボンベ３を搬出可能な状態とし、そして、チャッキング装置４による前記チャッキング状態を解除してボンベ３を搬出させている。
【０００５】
このような、可燃性のガスをボンベに自動充填する作業は、図１１に示すように、複数台の充填機１０が回転テーブル１１上に配置され、搬入ライン１２から各充填機１０に搬入されたボンベ３に充填ノズル７を連結して、搬出ライン１３に向かって回転テーブル１１が回転している間に高圧ガスを定量充填し、充填が完了したボンベ３を搬出ライン１３に送り出すようにして行われている。
【０００６】
上記のような自動充填工程では、図示は省略しているが、ボンベチャッキングシリンダ、充填ユニット昇降シリンダ、充填ノズル押し出しシリンダ、充填弁切換用シリンダ、ボンベ搬出用シリンダなどの多数のエアーアクチュエータが用いられている。
【０００７】
法規上、可燃性の高圧ガスをボンベに充填する作業場では、上記のエアーアクチュエータを作動させる際には、電気回路の接点などで発生する電気火花によって周囲雰囲気が点火されないようにするための防爆措置がとられている。
【０００８】
この防爆措置として、例えば電気火花が発生するおそれのある電気回路の接点などの箇所を、あらかじめ定められた寸法以上の厚さを有する金属容器内に収容し、この容器内部の雰囲気と容器外部の雰囲気とを連通する隙間の寸法を定められた寸法以下とした状態で隔離し、容器内において電気火花が発生して爆発が起こっても、この爆発が外部の雰囲気にまで及ばないようにした耐圧防爆構造がある。
【０００９】
このような耐圧防爆構造の場合では、容器内における上記接点などで電気火花が発生して爆発が起こっても、容器外部の雰囲気への点火を確実に防止することができるので、所望の大きさの電流を使用することができ、上記のエアーアクチュエータを問題なく作動させることができるが、電気火花が発生するおそれのある箇所の全てを厚肉の金属容器で覆う必要があり、コストがかかってしまうという問題がある。
【００１０】
これに対抗すべく用いられるのが本質安全防爆構造である。これは、電気火花が発生するおそれのある箇所を金属容器で覆わない代わりに、電気火花が発生しても、その火花のエネルギーが爆発性ガスの最低点火エネルギーよりも下回るように、使用する電流を極めて小さくするもので、耐圧防爆構造に比べて低コストで、なおかつ爆発自体を防止するため信頼性の高い防爆措置を施すことができるという利点がある。
【００１１】
しかしながら、本質安全防爆構造の場合、エアーアクチュエータを作動させる程度に大きな電流を使用することができないばかりか、使用可能な微弱電流では、エアーアクチュエータをエアー信号により作動させるための電磁弁の開閉すら直接に行うことができない。したがって、本質安全防爆構造においては、微弱電流による電気信号を爆発の危険を伴わないエアー信号に変換したうえで、このエアー信号に基づいてそれぞれのエアーアクチュエータへの駆動エアーの供給をオン−オフし、これらのエアーアクチュエータを作動させなければならない。
【００１２】
上記の本質安全防爆構造を採用したうえで、それぞれのエアーアクチュエータをガスの自動充填工程の順序に従って作動させる防爆型エアー制御装置が、本出願人が出願した特許出願である特許文献１に記載されている。以下、この装置を図１２に基づいて説明する。
【００１３】
この防爆型エアー制御装置１４は、図１２に示すように、ガス充填現場に設置された充填機１０の本体１０ａ（図１０参照）内に、発生する電気火花のエネルギーが爆発性ガスの最低点火エネルギーよりも下回るように変換する安全保持器１５と、この安全保持器１５に接続されるとともに使用可能な微弱電流により所定の電気信号を発生させるマイクロコンピュータ１６と、このマイクロコンピュータ１６に接続されているとともに、マイクロコンピュータ１６からの電気信号がコイル１７ａに通電されるたびに永久磁石１７ｃの磁界に作用してコイル１７ａに取り付けられた凸部１７ｂを突出させるボイスコイルモータ１７と、マイクロコンピュータ１６からの電気信号により凸部１７ｂがエアーギャップ１８ａに対して出退することで、制御エアー１９が通過・遮断、すなわち制御エアー１９がオン−オフされて電気信号をエアー信号に変換するエアーセンサ１８と、エアーセンサ１８を通過した制御エアー１９を増幅させるエアーアンプ２０と、このエアーアンプ２０により増幅された制御エアーがＰＸ、ＰＹと交互に供給される防爆型定角度回転装置２１とを設けている。防爆型定角度回転装置２１は、図１０示すように、充填機１０の本体１０ａ内の中央部に内蔵されている。なお、図１２における２２ａ〜２２ｃは、エアー源を示しており、エアー源２２ａから供給されるエアーよりもエアー源２２ｂから供給されるエアーのほうが強く、さらに、エアー源２２ｂから供給されるエアーよりもエアー源２２ｃから供給されるエアーのほうが強くなって、エアーアンプ２０に供給された制御エアー１９が増幅されるようになっている。
【００１４】
防爆型定角度回転装置２１は、エアーアンプ２０により増幅された制御エアーがマイクロコンピュータ１６の電気信号に基づいてＰＸ、ＰＹと交互に供給されるたびに、一定角度（例えば１５度）ずつ回転対象体２３を間欠的に回動させる防爆型定角度回転機構としてのインデックスモータ２４と、インデックスモータ２４と同軸に固定された断面矩形状の回転軸２５と、この回転軸２５に一体的に固定されている回転対象体２３とを有する。
【００１５】
エアーアンプ２０が、マイクロコンピュータ１６の電気信号に基づき、インデックスモータ２４に制御エアーをＰＸ、ＰＹと交互に供給する構成としては、例えば図１３に示すようなものがある。
【００１６】
図１３において、７０、７１、７２は流路切換弁、７３、７４、７５はエアー流路、７６、７７はエアー流路の分岐部、７８はエアー源であり、それぞれが図示のように接続されている。流路切換弁７０、７１、７２は、図示のように見て上下に配置された流路パターン７９a、７９ｂがパイロット操作部８０ａ、８０ｂをエアーまたはばね圧により押すことで切換可能な構成とされている。なお、流路切換弁７０のパイロット操作部８０ｂは、このパイロット操作部８０ｂに対応する位置に配置されている付勢ばね８１により、パイロット操作部８０ｂを押す方向に付勢されている。また、図示において、実線にて示すエアー流路は、エアーが通っている状態を示し、破線にて示すエアー流路は、エアーが通っていない状態を示している。
【００１７】
まず、図１３（ａ）に示すように、流路切換弁７０におけるパイロット操作部８０ａに対し、マイクロコンピュータ１６の電気信号に基づいたエアー信号が供給される（エアー信号がＯＮになる）と、流路切換弁７０におけるパイロット操作部８０ａは付勢ばね８１の付勢力に抗して押され、エアー源７８と流路切換弁７０における流路パターン７９ａとが連通される。そしてエアー源７８から供給されているエアーは、エアー流路７３内を流れ、流路切換弁７１におけるパイロット操作部８０ｂを押す。これにより、流路切換弁７１における流路パターン７９ｂとエアー流路７４とが連通される。
【００１８】
そして、エアー信号が供給されなくなる（エアー信号がＯＦＦになる）と、図１３（ｂ）に示すように、付勢ばね８１の付勢力により流路切換弁７０におけるパイロット操作部８０ｂが押圧されて、流路パターン７９ａと流路パターン７９ｂとが切り換えられ、エアー源７８と流路切換弁７０における流路パターン７９ｂとが連通される。そして、エアー源７８から供給されているエアーは、エアー流路７４内を流れて分岐部７６において分岐され、一方は制御エアーＰＸとしてインデックスモータ２４に供給され、他方は流路切換弁７２のパイロット操作部８０ｂを押す。これにより、流路切換弁７２における流路パターン７９ｂとエアー流路７５とが連通される。
【００１９】
そして、流路切換弁７０におけるパイロット操作部８０ａに対して、エアー信号が再びＯＮになると、図１３（ｃ）に示すように、流路切換弁７０におけるパイロット操作部８０ａは付勢ばね８１の付勢力に抗して押され、エアー源７８と流路切換弁７０における流路パターン７９ａとが連通される。そしてエアー源７８から供給されているエアーは、エアー流路７５内を流れ、流路切換弁７１におけるパイロット操作部８０ａを押す。これにより、流路切換弁７１における流路パターン７９ａとエアー流路７４とが連通される。
【００２０】
そして、エアー信号が再びＯＦＦになると、図１３（ｄ）に示すように、付勢ばね８１の付勢力により流路切換弁７０におけるパイロット操作部８０ｂが押圧されて、流路パターン７９ａと流路パターン７９ｂとが切り換えられ、エアー源７８と流路切換弁７０における流路パターン７９ｂとが連通される。そして、エアー源７８から供給されているエアーは、エアー流路７４内を流れて分岐部７７において分岐され、一方は制御エアーＰＹとしてインデックスモータ２４に供給され、他方は流路切換弁７２のパイロット操作部８０ａを押す。これにより、流路切換弁７２における流路パターン７９ａとエアー流路７５とが連通される。
【００２１】
そして、エアー信号が再びＯＮになると、図１３（ａ）に示した状態に戻る。上記の図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示す動作が、マイクロコンピュータ１６の電気信号に基づいたエアー信号のＯＮ−ＯＦＦの切り換えにより繰り返し行われることで、インデックスモータ２４に、制御エアーがＰＸ、ＰＹと交互に供給される。
【００２２】
また、回転対象体２３は、回転軸２５に一体的に固定された多数枚、例えば１９枚のカム部材２６を有し、それぞれのカム部材２６の外周には、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示すように、図中の仮想線Ｃ１にて示す円盤状の本体部２６ｅから径方向外向きに、所定寸法だけ突出する凸部２６ａが形成されており、この本体部２６ｅの中央部には、断面矩形状の回転軸２５が挿通される矩形孔２６ｆが形成されている。このカム部材２６は、例えば金属製または樹脂製で、成形型を用いて凸部２６ａと本体部２６ｅとが一体成形されており、凸部２６ａには、周方向の両端面に、この凸部２６ａが径方向外向きに先細り状となるような傾斜面２６ｃが形成されている。また、この凸部２６ａの外周面２６ｄはカム部材２６と同心の円弧状に形成されており、この円弧は図１４（ａ）の仮想線Ｂにて示す円周の一部となっている。
【００２３】
図１２に示すように、それぞれのカム部材２６の外周部に対応する箇所には、回転対象体２３の回動動作に伴ってカム部材２６の凸部２６ａによりスイッチが入力されるメカニカルマイクロスイッチ（以下、マイクロスイッチと記す）２７が配置されている。このマイクロスイッチ２７は、回転対象体２３の外周の凹凸、ここではカム部材２６における凸部２６ａが形成されていない箇所の外周面と凸部２６ａが形成されている箇所の外周面とによって形成される凹凸によって、それぞれオン−オフされる。
【００２４】
詳細には、図１５（ａ）に示すように、回転軸２５とカム部材２６とが一体的に、図中の矢印Ｐに示す方向に一定角度（１５度）だけ回動するときに、凸部２６ａにおける傾斜面２６ｃが、オフ状態のマイクロスイッチ２７におけるレバー部２７ａに当接してこのレバー部２７ａを、レバー軸部２７ｂ周りに図中の矢印Ｑに示す方向に回動させ、この状態からさらに回転軸２５およびカム部材２６が矢印Ｐの方向に回動し、回動角度が１５度に達して回動動作が停止するときには、図１５（ｂ）に示すように、マイクロスイッチ２７におけるレバー部２７ａがカム部材２６の外周面２６ｄにより矢印Ｑの方向にさらに回動されてマイクロスイッチ２７のボタン部２７ｃを押し、マイクロスイッチ２７がオン状態にされる。
【００２５】
図１５に示した形状のカム部材２６の場合、この状態からさらに１５度、カム部材２６が矢印Ｐの方向に回動すると、図示は省略するが、カム部材２６の外周面２６ｄとマイクロスイッチ２７のレバー部２７ａとの接触状態が解消され、矢印Ｑの方向と逆方向に付勢されているレバー部２７ａが元の位置に復帰し、これに伴ってマイクロスイッチ２７がオフ状態にされる。
【００２６】
このように、カム部材２６によりオン−オフされるマイクロスイッチ２７により、後述するエアーバルブ（エアー操作型切換弁）２８の開閉動作の切換を行うエアーがオン−オフされる。
【００２７】
なお、上記１９枚のそれぞれのカム部材２６における凸部２６ａは、それぞれのカム部材２６に対応するマイクロスイッチ２７をオンにするタイミングを個別に設定する、すなわち所定のプログラムに従ってそれぞれのマイクロスイッチ２７をオン−オフするために、例えば図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示すように、カム部材２６の取り付けミスを防止するためにカム部材２６の表面側に形成されている位置基準溝２６ｂに対して、それぞれ異なる周方向位置およびそれぞれ異なる周方向長さに形成されている。
【００２８】
詳細には、マイクロスイッチ２７は、カム部材２６が位置基準溝２６ｂを原点位置として１５度ずつ間欠的に回動したときに、回動動作が停止する角度である１５度の整数倍の角度の位置で、オンもしくはオフされる必要があるので、凸部２６ａは、回転対象体２３が原点位置からどれだけ回動したときにそのカム部材２６に対応するマイクロスイッチ２７をオンもしくはオフにするのかにより形状が決定される。
【００２９】
回転対象体２３は、上記のような形状が異なるそれぞれのカム部材２６における位置基準溝２６ｂの位置および位置基準溝２６ｂが形成されている面（表面）が一定に揃った状態で、これらのカム部材２６が所定の順序で回転軸２５に取り付けられることで構成されているので、この回転対象体２３がインデックスモータ２４により一定角度ずつ間欠的に回動することで、上記の所定のプログラムに従って、複数のマイクロスイッチ２７を個別にオン−オフさせることができ、これにより、それぞれのマイクロスイッチ２７に対応するそれぞれのエアーバルブ２８の開閉動作の切換を行うエアーをオン−オフし、それぞれのエアーバルブ２８に対応する複数のエアーアクチュエータ２９を個別にかつ正確に作動させることができる。なお、エアーアクチュエータ２９の具体例としては、特許文献１の図３に示すような搬入ＯＫ信号発生用シリンダ、ボンベチャッキングシリンダ、充填ユニット昇降シリンダ、充填ユニット昇降微調用シリンダや、特許文献１の図４に示すようなバルブロック用シリンダ、ノズル押し出しシリンダ、バルブクランプ昇降シリンダ、特許文献１の図５に示すようなバルブクランプ回転用シリンダ、充填弁切換用シリンダ、ボンベ搬出用シリンダなどがある。
【００３０】
上記のように、エアーアンプ２０から防爆型定角度回転装置２１に制御エアーがＰＸ、ＰＹと交互に供給されることで、回転対象体２３がインデックスモータ２４を介して一定角度ずつ間欠的に回動され、これに伴って、回転対象体２３における複数のカム部材２６に対応するマイクロスイッチ２７が所定のプログラムに従ってオン−オフされ、さらにこれに伴って、複数のマイクロスイッチ２７に対応するエアーバルブ２８の開閉動作の切換が行われ、これにより、上記各種のエアーアクチュエータ２９を前記所定のプログラム、すなわち特許文献１の図２に示すようなガスの自動充填工程の順序に従って作動させている。なお、回転対象体２３が１回転するごとに、１サイクルの充填工程が行われており、回転対象体２３が１５度きざみに回動するたびに、ボンベの搬入、ボンベのチャッキング、ガスの充填、チャッキングの解除、ボンベの搬出などといった多数の工程が所定の順序で自動で行われている。
【００３１】
上記の防爆型定角度回転装置２１の回転対象体２３におけるカム部材２６は、通常、成形型を用いて凸部２６ａと本体部２６ｅとが一体に形成されているが、上述したように、１９枚それぞれのカム部材２６における凸部２６ａは、各種のエアーアクチュエータ２９を個別のタイミングで制御すべく、それぞれ異なる周方向位置およびそれぞれ異なる周方向長さに形成されており、１９枚のカム部材２６の全てが互いに異なる形状であるため、１９枚のカム部材２６を成形型により形成するに際して、カム部材２６の一つ一つに対応する形状の成形型をそれぞれ作成しており、その結果、成形型のコストがかかりすぎるという問題があった。また、カム部材２６を一度作ってしまうと、それ以降にマイクロスイッチ２７のオン−オフの設定変更に伴ってカム部材２６の形状を変更するには、新たな成形型を作成する必要があり、さらにコストがかかってしまうという問題もあった。
【００３２】
このような問題を解決すべく、本出願人は、図１６〜図１８に示すような防爆型定角度回転装置３０を実用化した。以下、この実用化した防爆型定角度回転装置３０を、図１６〜図２１を参照しながら説明する。図１７は図１６に示す防爆型定角度回転装置３０の側面図であり、図１８は、図１６におけるＡ−Ａ矢視の断面図である。
【００３３】
図１６〜図１８に示すように、防爆型定角度回転装置３０は、定角度回転機構としてのインデックスモータ３１と、インデックスモータ３１により一定角度ずつ、例えば１５度ずつ回動する回転対象体３２とを有し、この回転対象体３２はハウジング３３に収容されている。
【００３４】
インデックスモータ３１の回転割り出し部３４（詳細は後述）と、回転対象体３２とは同じ角度ずつ一体的に回動するように、回転軸３５に一体的に固定されており、この回転軸３５の一端および他端は、ベアリング３６を介してハウジング３３に回転自在に支持されている。
【００３５】
インデックスモータ３１は、ハウジング３３に取り付けられた支持台３７に固定されエアーアンプ２０から制御エアーがＰＸ、ＰＹと交互に供給されることでスライドテーブル３８ｃをガイドレール３８ｇに沿って水平方向（以下、Ｘ方向と記す）にスライドさせる第１のスライド部材３８と、スライドテーブル３８ｃの下面に固定され、スライドテーブル３８ｃとともにＸ方向にスライドし、両端部に、Ｘ方向と直交するＹ方向（図１７および図１８参照）に延びるガイド部３９ａが取り付けられたスライド板３９と、スライド板３９におけるガイド部３９ａにそれぞれ案内されたガイドレール４０ｃを有するとともにスライド板３９に伴ってＸ方向にスライドし、ガイド部３９ａに沿ってＹ方向にスライドして、後述する回転割り出し部３４を一定角度ずつ回動させて割り出しを行う第２のスライド部材４０と、この両方の第２のスライド部材４０の間の位置に配置されて回転対象体３２を一体的に回動させる回転割り出し部３４とを有する。
【００３６】
図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように、第１のスライド部材３８の本体部３８ｈは中空状であり、この本体部３８ｈ内には、両端部にシールゴム３８ｄが取り付けられ制御エアーＰＸ、ＰＹを受けてこの本体部３８ｈ内をＸ１方向、Ｘ２方向に移動する栓体部３８ｅが配置されており、この栓体部３８ｅの中央部には、スライドテーブル３８ｃに設けられたジョイントシャフト３８ｆが嵌入されており、栓体部３８ｅのＸ方向への移動に伴って、スライドテーブル３８ｃがＸ１方向、Ｘ２方向に移動されるようになっている。
【００３７】
図１９（ａ）に示すように、エアーアンプ２０からエアー供給口３８ａに制御エアーＰＸが供給されたときには、制御エアーＰＸが栓体部３８ｄをＸ１方向に押圧して、スライドテーブル３８ｃがガイドレール３８ｇに沿ってＸ１方向にスライドする。また、図１９（ｂ）に示すように、エアーアンプ２０からエアー供給口３８ｂに制御エアーＰＹが供給されたときには、制御エアーＰＹが栓体部３８ｄをＸ２方向に押圧して、スライドテーブル３８ｃがガイドレール３８ｇに沿ってＸ２方向にスライドする。
【００３８】
図１６〜図１８に示すように、第２のスライド部材４０には、回転割り出し部３４に向けて突出する突出部４０ａと、下方に向けて突出するガイドピン４０ｂとが形成されており、ハウジング３３には、ガイドピン４０ｂをガイド溝４１ａに沿って斜め前方側と斜め後方側とにガイドするガイド部材４１が取り付けられている。
【００３９】
また、回転割り出し部３４は、図１６〜図１８に示すように、回転軸３５に固定された一対の円盤部３４ａの外周縁に複数の、例えば２４本のピン３４ｂが、周方向に１５度ずつの間隔をおいて回転軸３５と平行に立設されている。
【００４０】
図１６、図１７および図２０に示すように、回転対象体３２は、回転軸３５に固定された一対の円盤部３２ａの外周に複数の、例えば２４本のレール部材４２が、周方向に１５度ずつの間隔をおいて回転軸３５に沿って延設されて形成されている。それぞれのレール部材４２における長さ方向の所定の位置には、ハウジング３３の長さ方向に沿って１列に配置されている複数のマイクロスイッチ２７に接触する突起状のピース部材４３が取り付けられている。
【００４１】
詳細には、図２０および図２１に示すように、レール部材４２は、断面が中空の矩形状で上部に係合部４２ａを有した状態でこの上部に開口部４２ｂが形成された形状であり、このピース部材４３には、六角孔付きボルト４５を嵌め込み可能な貫通孔４３ａが形成されており、図２１に示すように、ピース部材４３における貫通孔４３ａに六角孔付きボルト４５を嵌め込み、貫通孔４３ａから突き出した六角孔付きボルト４５のねじ部４５ａにナット４６を仮止めし、六角孔付きボルト４５における、ピース部材４３とナット４６との間のねじ部を、レール部材４２における開口部４２ｂに嵌め込み、この状態でピース部材４３をレール部材４２の長さ方向に沿って移動させ、ピース部材４３が所定の位置に達すると、六角孔付きボルト４５を締め付け、ピース部材４３とナット４６とによりレール部材４２の係合部４２ａを強く挟み込むことで、ピース部材４３をレール部材４２の長さ方向に対してずれないように固定している。なお、六角孔付きボルト４５に嵌め込まれたナット４６は、レール部材４２の内部に挿入されることで共回りすることがない大きさのものが用いられている。また、図中の４３ｂは、回転対象体３２の回動動作に伴ってマイクロスイッチ２７のレバー部２７ａに当接して、このレバー部２７ａをピース部材４３の外周面に案内するための傾斜面である。
【００４２】
上記のように、回転対象体３２を、一対の円盤部３２ａの外周に複数のレール部材４２を延設し、それぞれのレール部材４２における長さ方向の所定の位置にピース部材４３を取り付けた構成としたことで、レール部材４２における長さ方向の所定の位置にピース部材４３を取り付けるだけで、マイクロスイッチ２７のオン−オフの設定を行うことができるので、図１２に示した防爆型定角度回転装置２１のように回転対象体２３を図１４に示したようなカム部材２６によって構成する場合に比べて、カム部材２６一枚一枚を、それぞれの形状に応じた専用の成形型を用いて形成する必要がなく、回転対象体３２の製造コストを低減することができる。また、カム部材２６を用いた場合では、カム部材２６を一度作ってしまうと、それ以降にマイクロスイッチ２７のオン−オフの設定変更に伴ってカム部材２６の形状を変更するには、成形型自体を作り直す必要があり、コストがかかってしまうが、図１６に示した回転対象体３２のように、レール部材４２の長さ方向の所定の位置にピース部材４３を取り付けるだけの構成であれば、ピース部材４３を取り付けたり、取り外したりするだけで、マイクロスイッチ２７のオン−オフの設定変更に容易に対応することができ、費用がかからず経済的である。
【００４３】
上記の防爆型定角度回転装置３０においては、レール部材４２の長さ方向の所定の位置にピース部材４３を取り付け、このレール部材４２に取り付けられたピース部材４３と、他のレール部材４２に取り付けられたピース部材４３との、レール部材４２の長さ方向の位置を揃えることで、これらのピース部材４３の位置に対応するマイクロスイッチ２７をオンにするタイミングを設定している。
【００４４】
なお、図１６に示しているマイクロスイッチ２７には、図示は省略するが、図１２に示したマイクロスイッチ２７と同様に、エアーバルブ２８が接続されており、このエアーバルブ２８には、ボンベチャッキング用エアーシリンダ、充填ユニット昇降用エアーシリンダ、充填ノズル出退用エアーシリンダ、充填弁切換用エアーシリンダ、ボンベ搬出用エアーシリンダなどのエアーアクチュエータ２９が接続されている。
【００４５】
このような構成において、第１のスライド部材３８におけるエアー供給口３８ａに制御エアーＰＸが供給された後に、エアー供給口３８ｂに制御エアーＰＹが供給された際には、スライドテーブル３８ｃとともにスライド板３９がＸ方向（Ｘ２方向）にスライドし、これに伴って第２のスライド部材４０もＸ方向に移動する。
【００４６】
このとき、図１８に示すように、第２のスライド部材４０におけるガイドピン４０ｂがＸ方向に動いてガイド部材４１のガイド溝４１ａの壁面に接触するが、その際には、第２のスライド部材４０がスライド板３９に対して垂直なＹ方向にもスライド自在であるので、第２のスライド部材４０はＸ方向およびＹ方向に同時に変位し、第２のスライド部材４０はガイド溝４１ａの形状に沿って、図中の矢印Ａ１にて示す斜め方向に案内される。このように、第２のスライド部材４０が矢印Ａ１の方向にガイドされることに伴って、図１８のように見て右側となる第２のスライド部材４０における突出部４０ａも図中の矢印Ａ２で示すように斜め方向に変位するが、このとき、この第２のスライド部材４０における突出部４０ａがガイド部材４１によりガイドされつつ、回転割り出し部３４におけるピン３４ｂ、３４ｂの隙間４４に斜め方向から入り込んで突出部４０ａの進行方向側のピン３４ｂに当接し、このピン３４ｂを前記斜め方向側に押圧することで、回転割り出し部３４に右回りの回転力Ｆが付与される。
【００４７】
そして、突出部４０ａがこの隙間４４に斜め方向にさらに深く入り込むことで回転割り出し部３４がさらに回動し、突出部４０ａがこの隙間４４に入り切った所で、スライドテーブル３８ｃのＸ方向の移動が停止され、これに伴って、スライド板３９および第２のスライド部材４０が停止されて回転割り出し部３４の回動が停止する。ここでは、図１８のように見て右側となる第２のスライド部材４０についての動きを説明したが、前記右側となる第２のスライド部材４０が上記のように動くときには、図１８のように見て左側となる第２のスライド部材４０は、前記右側となる第２のスライド部材４０とは逆の動きになる。すなわち、前記左側となる第２のスライド部材４０が図中の矢印Ａ１にて示す斜め方向に案内されることで、回転割り出し部３４のピン３４ｂとピン３４ｂとの隙間４４に入り込んでいる突出部４０ａがその隙間４４からＸ方向に抜け出し、その後、前記左側となる第２のスライド部材４０は、仮想線にて示すように、ガイド部材４１におけるガイド溝４１ａに沿って斜め方向に移動し、前記右側となる第２のスライド部材４０の突出部４０ａがピン３４ｂとピン３４ｂとの隙間４４に入り切ると同時に、回転割り出し部３４から最も離れた位置まで戻る。
【００４８】
エアーアンプ２０からインデックスモータ３１に制御エアーがＰＸ、ＰＹと交互に供給されることで、上記のようにしてインデックスモータ３１における回転割り出し部３４が一定方向に一定角度ずつ間欠的に回動され、回転割り出し部３４と一体的に固定されている回転対象体３２も、回転割り出し部３４と同様に間欠的に回動する。
【００４９】
そして、回転対象体３２における、列状に並べられた各マイクロスイッチ２７に対向する位置のレール部材４２において、ピース部材４３が設けられている箇所では、このピース部材４３が対向するマイクロスイッチ２７に接触してマイクロスイッチ２７がオン状態とされ、ピース部材４３が設けられていない箇所では、これに対向するマイクロスイッチ２７がオフ状態とされることで、図１２を用いて説明した場合と同様に、複数のエアーバルブ２８の開閉動作の切換が行われ、これにより、各エアーバルブ２８に接続されている各エアーアクチュエータ２９を、特許文献１の図２に示すように、ガスの自動充填工程の順序に従って作動させている。
【特許文献１】特開平８−２４７３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５０】
上記のように、図１２に示した防爆型定角度回転装置２１における回転対象体２３のように、複数のカム部材２６を用いて回転対象体２３を構成する場合、１９枚のカム部材２６は、それぞれ形状が異なるため、これらの１９枚のカム部材２６を成形型により形成するには、それぞれのカム部材２６の形状に対応する専用の成形型が必要となるので、カム部材２６を形成するにあたってコストがかかりすぎるという問題がある。また、カム部材２６を一度作ってしまうと、それ以降にマイクロスイッチ２７のオン−オフの設定変更に伴ってカム部材２６の形状を変更するには、成形型自体を作り直す必要があり、さらにコストがかかってしまうという問題もある。
【００５１】
これに対抗すべく、本出願人は、図１６に示すような、一対の円盤部３２ａの外周に複数のレール部材４２を延設し、それぞれのレール部材４２における長さ方向の所定の位置にピース部材４３を取り付けた構成の回転対象体３２を実用化した。このような構成の回転対象体３２の場合、レール部材４２における長さ方向の所定の位置にピース部材４３を取り付けるだけで、マイクロスイッチ２７のオン−オフの設定を行うことができるので、回転対象体２３を図１４に示したようなカム部材２６によって構成する場合に比べて、カム部材２６一枚一枚を、それぞれの形状に応じた専用の成形型を用いて形成する必要がなく経済的であり、また、マイクロスイッチ２７のオン−オフの設定変更に関しては、レール部材４２にピース部材４３を取り付けたり、取り外したりするだけで、容易に対応することができ、カム部材２６を用いた回転対象体２３に比べて設定変更に費用がかからず、経済的である。
【００５２】
しかしながら、レール部材４２の長さ方向の所定の位置にピース部材４３取り付ける構成の回転対象体３２の場合、部品点数が非常に多く、２４本のレール部材４２の一本一本に複数のピース部材４３を、六角孔付きボルト４５によって取り付けなければならないので、非常に手間がかかってしまう。また、マイクロスイッチ２７のオン−オフの設定を行うときには、ピース部材４３を、レール部材４２の長さ方向におけるマイクロスイッチ２７に対応する所定の位置に取り付けたり、ピース部材４３を取り外したりする必要があり、この操作を２４本全てのレール部材４２について行わなければならず、非常に手間がかかり、また、ピース部材４３の取り付け位置が、位置調整ミスや六角孔付きボルト４５の締め付け不良によりずれてしまうと、マイクロスイッチ２７のオン−オフを所望のとおりに行うことができず、結果として、各エアーアクチュエータ２９を正確に作動させることに関しての信頼性の低下を招くという問題がある。
【００５３】
なお、カム部材２６を用いた回転対象体２３の場合は、それぞれのカム部材２６が取り付けられる位置とマイクロスイッチ２７が配置されている位置とが一対一に対応しており、それぞれのカム部材２６における凸部２６ａは、それぞれのカム部材２６に対応するマイクロスイッチ２７をオンにするタイミングを個別に設定するために形成されているので、上記のレール部材４２およびピース部材４３を用いた回転対象体３２のような、マイクロスイッチ２７のオン−オフを所望のとおりに行うことができないといったことや、これに起因して、各エアーアクチュエータ２９を正確に作動させることができないといった問題が発生することはない。
【００５４】
そこで本発明はこのような問題を解決して、防爆型定角度回転装置における回転対象体のカム部材を成形型により形成する際に、このカム部材の製造コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５５】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、防爆型の定角度回転機構に供給されたエアー信号に基づいて、前記防爆型定角度回転機構により一定方向に一定角度ずつ間欠的に回動される回転対象体を構成するとともに、外周に形成された凹凸により、前記回転対象体の外周に対応する位置に配列された複数のスイッチ手段の切換を行う円盤状の複数のカム部材を、それぞれの外周形状に応じて製造するカム部材の製造方法であって、カム部材の凸部の外周面がなす円弧状面を含む円周面を有する第１の成形型と、前記カム部材の凹部に対応する形状の第２の成形型とを用い、前記第１の成形型の円周面における所定の位置に前記第２の成形型を接触状態で配置し、前記第１の成形型と前記第２の成形型とにより囲まれた空間に材料を充填して、外周に所定の凹凸を有するカム部材を成形するものである。
【００５６】
このようにすると、異なる形状のカム部材を製造する場合であっても、カム部材の凸部の外周面がなす円弧状面を含む円周面を有する第１の成形型と、前記カム部材の凹部に対応する形状の第２の成形型とを用い、前記第１の成形型の円周面における所定の位置に前記第２の成形型を接触状態で配置して、外周に所定の凹凸を有するカム部材を成形するので、一つの第１の成形型と、それぞれのカム部材の凹部に対応した形状の第２の成形型とがあれば、それぞれの形状のカム部材を成形することができ、例えば、カム部材全体を成形する成形型を用いる場合に比べて、それぞれのカム部材全体の形状に応じた成形型を必要としないので、カム部材の製造コストを低減することができる。また、カム部材の形状を変更する場合には、カム部材全体を成形する成形型のように、成形型全体を作り直す必要はなく、変更が生じる第２の成形型の形状だけを変更すればよいので、その分、カム部材の製造コストを低減することができる。さらに、カム部材により構成される回転対象体は、それぞれのカム部材に対応する位置にスイッチ手段が配置され、カム部材の外周の凹凸によりスイッチ手段の切換が行われるので、回転対象体の軸方向に対するスイッチ手段の位置とカム部材の位置とを合わせれば、このスイッチ手段の切換を正確にかつ容易に行うことができ、例えば、回転対象体が、回転軸方向に沿った複数のレール部材が円周状に配置され、それぞれのレール部材における長さ方向の所定の位置にピース部材が取り付けられた構成の場合に比べて、ピース部材の取り付け不良や位置調整ミスによりスイッチ手段の切換を正確に行えないといったことが発生することを確実に防止することができる。
【００５７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のカム部材の製造方法において、成形するカム部材の外周における所定の形状の凹部が、成形する他のカム部材の外周にも存在するときには、前記所定の形状の凹部を成形する第２の成形型を、それぞれのカム部材を成形する際に共通して用いるものである。
【００５８】
このようにすると、複数のカム部材を成形する際に、成形するカム部材の外周における所定の形状の凹部が、成形する他のカム部材の外周にも存在するときには、前記所定の形状の凹部を成形する第２の成形型を、それぞれのカム部材を成形する際に共通して用いるので、複数のカム部材を成形するために必要な成形型の数を減らすことができ、カム部材の製造コストを低減することができる。
【００５９】
請求項３記載の発明は、防爆型の定角度回転機構に供給されたエアー信号に基づいて、前記防爆型定角度回転機構により一定方向に一定角度ずつ間欠的に回動される回転対象体を構成するとともに、外周に形成された凹凸により、前記回転対象体の外周に対応する位置に配列された複数のスイッチ手段の切換を行う円盤状の複数のカム部材を、それぞれの外周形状に応じて製造するカム部材の製造方法であって、前記複数のカム部材における凸部を含まない本体部を形成するとともに、それぞれのカム部材における本体部の外周に形成される凸部を、その形状ごとに形成し、本体部の外周に凸部を取り付けることで、外周に所定の凹凸を有するカム部材を形成するものである。
【００６０】
このようにすると、複数のカム部材における凸部を含まない本体部を形成するとともに、それぞれのカム部材における本体部の外周に形成される凸部を、その形状ごとに形成し、本体部の外周に凸部を取り付けることで、外周に所定の凹凸を有するカム部材を形成するので、本体部に対して取り付ける凸部の組み合わせを変えることで、異なる形状の複数のカム部材を成形することができ、複数のカム部材を成形するために必要な成形型の数を減らして、カム部材の製造コストを低減することができる。また、本体部に凸部を取り付けることでカム部材を形成するので、例えば、カム部材の外周の凹凸を変更することで、カム部材に対応するスイッチ手段の切換設定の変更を行う際には、本体部に取り付ける凸部を他の形状の凸部に変更したり、本体部に対して凸部を取り付ける位置を変更したりすれば、それぞれの成形型に変更を加えることなく、形成されるカム部材の形状に変更を加えることができるので、スイッチ手段の切換設定の変更を、容易かつ安価に行うことができる。
【発明の効果】
【００６１】
以上のように本発明によれば、異なる形状のカム部材を形成する場合であっても、カム部材の凸部の外周面がなす円弧状面を含む円周面を有する第１の成形型と、前記カム部材の凹部に対応する形状の第２の成形型とを用い、前記第１の成形型の円周面における所定の位置に前記第２の成形型を接触状態で配置して、外周に所定の凹凸を有するカム部材を成形するので、カム部材全体を成形する成形型を用いる場合に比べて、カム部材の製造コストを低減することができる。また、カム部材の形状を変更する場合には、カム部材全体を成形する成形型のように、成形型全体を作り直す必要はなく、変更が生じる第２の成形型の形状だけを変更すればよいので、その分、カム部材の製造コストを低減することができる。さらに、カム部材により構成される回転対象体は、回転対象体の軸方向に対するスイッチ手段の位置とカム部材の位置とを合わせれば、このスイッチ手段の切換を正確にかつ容易に行うことができ、スイッチ手段の切換を正確に行うことができる。
【００６２】
また、複数のカム部材を成形する際に、成形するカム部材の外周における所定の形状の凹部が、成形する他のカム部材の外周にも存在するときには、前記所定の形状の凹部を成形する第２の成形型を、それぞれのカム部材を成形する際に共通して用いるので、複数のカム部材を成形するために必要な成形型の数を減らすことができ、カム部材の製造コストを低減することができる。
【００６３】
さらに、複数のカム部材における凸部を含まない本体部を形成するとともに、それぞれのカム部材における本体部の外周に形成される凸部を形成し、本体部の外周に凸部を取り付けることで、外周に所定の凹凸を有するカム部材を形成するので、本体部に対して取り付ける凸部の組み合わせを変えることで、異なる形状の複数のカム部材を成形することができ、カム部材の製造コストを低減することができる。また、本体部に取り付ける凸部を他の形状の凸部に変更するなどを行えば、それぞれの成形型に変更を加えることなく、形成されるカム部材の形状に変更を加えることができるので、スイッチ手段の切換設定の変更を、容易かつ安価に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
本発明の実施の形態を、図１〜図９を参照しながら説明する。図１は、防爆型定角度回転装置５０の正面図、図２は図１に示す防爆型定角度回転装置５０の側面図であり、図３は図１におけるＢ−Ｂ矢視図である。なお、図１０〜図２１において説明したものと同様のものには同じ符号を付すことで、その詳細な説明を省略する。
【００６５】
防爆型定角度回転装置５０は、本出願人が出願した特許出願である前記特許文献１の実施例や、特許文献１の図７に示されているように、複数台の充填機２が回転テーブル上に配置され、搬入ラインから充填機２に搬入されたボンベ４に充填ノズルを連結して、搬出ラインに向かって回転テーブルが回転している間に高圧ガスを定量充填して、充填の完了したボンベを搬出ラインに送り出す充填設備において、前記図７に示すような、充填機２の本体部内に設けられている。
【００６６】
そして、前記充填機２には、特許文献１の図３に示すような搬入ＯＫ信号発生用シリンダ、ボンベチャッキングシリンダ、充填ユニット昇降シリンダ、充填ユニット昇降微調用シリンダや、特許文献１の図４に示すようなバルブロック用シリンダ、ノズル押し出しシリンダ、バルブクランプ昇降シリンダ、特許文献１の図５に示すようなバルブクランプ回転用シリンダ、充填弁切換用シリンダ、ボンベ搬出用シリンダなどの各種のエアーアクチュエータが設けられており、本実施の形態で説明する防爆型定角度回転装置５０は、これらのエアーアクチュエータを、特許文献１の図２に示すようなタイミングで制御する防爆型エアー制御装置における定角度回転装置に代えて採用されているものである。なお、防爆型低角度回転装置５０以外の構成は、特許文献１の実施例における段落番号［０００９］から段落番号［００３５］に述べる構成、並びに特許文献１の図１〜図８に示した構成と同様であるので、本実施の形態では、防爆型定角度回転装置５０について説明し、防爆型定角度回転装置５０以外の構成については、特許文献１の実施例における前記箇所を参考にされたい。
【００６７】
防爆型定角度回転装置５０は、図１〜図３に示すように、防爆型の定角度回転機構としてのインデックスモータ５１と、このインデックスモータ５１により一定角度ずつ、例えば１５度ずつ間欠的に回動される回転対象体５２とを有し、この回転対象体５２はハウジング５３に収容されている。
【００６８】
回転対象体５２の一端には、従動側ギア５６（詳細は後述）が断面矩形状の回転軸５４と一体的に固定され、この従動側ギア５６から他端側にかけては複数の、例えば１９枚のカム部材５７が回転軸５４と一体的に固定されており、この回転軸５４の一端および他端はベアリング３６を介してハウジング５３に回動自在に支持されている。
【００６９】
それぞれのカム部材５７の形状は、図１２に示した防爆型定角度回転装置２１の回転対象体２３における１９枚のカム部材２６のそれぞれと同様の形状であり、その形状の例としては、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示すようなものが挙げられ、本実施の形態では、図１４（ａ）に示す形状のカム部材２６と同様の形状のカム部材５７について説明する。
【００７０】
図４（ａ）に示すように、カム部材５７には、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示したカム部材２６と同様に、図中の仮想線Ｃ１にて示す円盤状の本体部５７ｅと、この本体部５７ｅから径方向外向きに、所定の寸法だけ突出する凸部５７ａとが形成されており、形状の異なる複数のカム部材５７が所定の順序で回転軸５４に取り付けられて、回転対象体５２の外周に凹凸が形成されている。
【００７１】
本体部５７ｅの中央部には、回転軸５４が挿通される矩形孔５７ｆが形成されており、カム部材５７における凸部５７ａには、周方向の両端面に、この凸部５７ａが径方向外向きに先細り状となるような傾斜面５７ｃが形成されている。この凸部５７ａの外周面５７ｄは、カム部材５７と同心の円弧状に形成されており、この円弧は図４（ａ）の仮想線Ｃ２にて示す円周の一部となっている。また、カム部材５７の表面側には、位置基準溝５７ｂが形成されている。ここで、カム部材５７の凹部６６とは、カム部材５７の外面と円周Ｃ２とによって囲まれる空間を指し、図４（ａ）においては、６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃで示している。
【００７２】
カム部材５７における凸部５７ａは、この凸部５７ａに接触してオフ状態からオン状態に切り換えられるスイッチ手段としてのマイクロスイッチ２７を、オンにするタイミングを設定するために、カム部材５７の外周における所定の位置に、所定の周方向長さで形成されている。
【００７３】
また、複数のマイクロスイッチ２７のうち、例えば従動側ギア５６側の１４個のマイクロスイッチ２７Ａには、図１６〜図１８において説明した防爆型定角度回転装置３０と同様に、エアーバルブ（エアー操作型切換弁）２８が接続されて、各エアーアクチュエータ２９をガスの自動充填工程の順序に従って作動させることができるようになっている。また、残りの５つのマイクロスイッチ２７Ｂは、カム部材５７における凸部５７ａにより回転対象体５２の現在の回動位置を検出するために用いられている。このように、回転対象体５２の現在の位置を検出することで、搬入したボンベに対して、現在、どの工程の作業が行われているのかを把握することができるとともに、トラブル等が発生して装置が停止した際には、どの工程でトラブルが発生したのかを把握することができる。なお、これらのマイクロスイッチ２７Ｂは、本質安全防爆構造において使用可能な微弱電流で作動させることができるため、電気火花が発生しても、周囲の雰囲気への点火には到らず、防爆に対しての信頼性が低下することはない。
【００７４】
インデックスモータ５１は、エアーアンプ２０から制御エアーがＰＸ、ＰＹと交互に供給されることでスライドテーブル５８ａをＸ方向に直線的にスライドさせるスライド部材５８と、スライドテーブル５８ａの下面に設けられている一対のガイドピン５９と、一対のガイドピン５９の間に配設されるとともにこの一対のガイドピン５９により間欠的に回動される間欠回動カム６０と、間欠回動カム６０と一体的に回動するように回転軸６１に固定されている駆動側ギア５５とを有する。なお、スライド部材５８は、図１９において説明した第１のスライド部材３８と同様の原理で、ガイドレール５８ｂに沿ってスライドテーブル５８ａをスライドさせるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００７５】
間欠回動カム６０は、図７に示すように、ガイドピン５９の移動方向であるＸ方向に対して傾斜しているとともにガイドピン５９が当接する傾斜面６０ａと、ガイドピン５９の外周面に沿って接触可能なように円弧状に形成されているガイドピン保持面６０ｂとを、周方向に一定角度ごとに複数、例えば５箇所に有し、これにより、５つの凸部が径方向外側に向けてかつ同じ方向に湾曲しながら突出した、ゼネバ歯車のような形状になっている。
【００７６】
ここで、本実施の形態において、図４（ａ）に示すカム部材５７を成形型により成形する方法を、図４を用いて説明する。
本実施の形態では、図４（ａ）に示すように、複数のカム部材５７に共通する形状の円盤状の本体部５７ｅと、この本体部５７ｅから径方向外向きに所定寸法だけ突出する凸部５７ａとを、図４（ｂ）に示すような第１の成形型６２および図４（ｃ）に示すような第２の成形型６３を用いて一体に成形する。
【００７７】
図４（ｂ）に示すように、第１の成形型６２は、その内部に、カム部材５７の凸部５７ａの外周面がなす円弧状面を含む円周面６２ａを有しており、この内部の中央部には、カム部材５７における矩形孔５７ｆを成形するための矩形部６２ｂが形成されている。なお、第１の成形型６２における円周面６２ａは、カム部材５７の凸部５７ａの外周面５７ｄがなす円弧状面を含む円周と同径のＤ１とされている。
【００７８】
また、第２の成形型６３は、図４（ｃ）に示すように、カム部材５７の凹部６６に対応する形状であり、その外面６３ａは第１の成形型６２の円周面６２ａに隙間なく接触する接触する円弧状の面とされ、内面６３ｂはカム部材５７における本体部５７ｅの外面を成形する円弧状の面とされ、それぞれの第２の成形型６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃにおける周方向の端面６３ｃ、６３ｃは、カム部材５７の凸部５７ａにおける傾斜面５７ｃを成形する傾斜面とされている。
【００７９】
そして、図４（ｃ）に示すように、第１の成形型６２の円周面６２ａにおける所定の位置に、それぞれの第２の成形型６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃを配置するとともに、それぞれの第２の成形型６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃの外面６３ａを第１の成形型６２における円周面６２ａに接触させて位置決めし、この状態で形成される空間６４に、カム部材５７の材料を流し込み、カム部材５７を成形する。
【００８０】
このような方法によると、異なる形状のカム部材５７を形成する場合であっても、カム部材５７の凸部５７ａの外周面５７ｄがなす円弧状面を含む円周面６２ａを有する第１の成形型６２と、カム部材５７の凹部６６に対応する形状の第２の成形型６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃとを用い、第１の成形型６２の円周面６２ａにおける所定の位置に第２の成形型６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃを接触状態で配置して、外周に所定の凹凸を有するカム部材５７を成形するので、一つの第１の成形型６２と、それぞれのカム部材５７の凹部６６を成形する第２の成形型６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃとがあれば、それぞれの形状のカム部材５７を成形することができ、例えば、カム部材５７全体を成形する成形型を用いる場合に比べて、それぞれのカム部材全体の形状に応じた成形型を必要としないので、カム部材５７の成形型の製造コストを低減することができる。また、カム部材５７の形状を変更する場合には、カム部材全体を成形する成形型のように、成形型全体を作り直す必要はなく、変更が生じる第２の成形型６３の形状だけを変更すればよいので、その分、カム部材５７の成形型の製造コストを低減することができる。さらに、カム部材５７により構成される回転対象体５２は、それぞれのカム部材５７に対応する位置にマイクロスイッチ２７が配置され、カム部材５７の外周の凹凸によりマイクロスイッチ２７の切換が行われるので、回転対象体５２の軸方向に対するマイクロスイッチ２７の位置とカム部材５７の位置とを合わせれば、このマイクロスイッチ２７の切換を正確にかつ容易に行うことができ、例えば、図１６に示したように、回転対象体３２が、回転軸方向に沿った複数のレール部材４２が円周状に配置され、それぞれのレール部材４２における長さ方向の所定の位置にピース部材４３が取り付けられた構成の場合に比べて、ピース部材４３の取り付け不良や位置調整ミスによりマイクロスイッチ２７の切換を正確に行えないといったことが発生することを確実に防止することができる。
【００８１】
また、図４において説明したカム部材の成形方法により、例えば図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示すカム部材２６と同じ形状のカム部材５７を形成する方法を説明する。ここで、図５（ａ）に示す形状のカム部材５７Ａ、図５（ｂ）に示す形状のカム部材５７Ｂ、図５（ｃ）に示す形状のカム部材５７Ｃは、カム部材５７の外周における所定の形状の凹部６６Ａを共通して有しており、また、カム部材５７Ｃと、図５（ｄ）に示す形状のカム部材５７Ｄとは、上記の凹部６６Ａとは異なる凹部６６Ｅを共通して有している。
【００８２】
上記のようなカム部材５７Ａを成形する場合には、図４において説明したように、第１の成形型６２の円周面６２ａに対して所定の位置に、第２の成形型６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃを配置してカム部材５７Ａを成形する。次に、図５（ｂ）に示す形状のカム部材５７Ｂを成形する際には、カム部材５７Ａとカム部材５７Ｂとは、外周に同じ形状の凹部６６Ａを共通して有しているので、この凹部６６Ａを成形する第２の成形型６３Ａを共通して用い、すなわち、図５（ｂ）に示すように、第１の成形型６２の円周面６２ａに対して所定の位置に、第２の成形型６３Ａ、６３Ｄを配置してカム部材５７Ｂを成形する。
【００８３】
また、図５（ｃ）に示す形状のカム部材５７Ｃを成形する際には、カム部材５７Ａ、カム部材５７Ｂ、カム部材５７Ｃは、外周に同じ形状の凹部６６Ａを共通して有しているので、カム部材５７Ａ、カム部材５７Ｂを成形する際に用いた、凹部６６Ａを成形する第２の成形型６３Ａを共通して用いる。すなわち、図５（ｃ）に示すように、第１の成形型６２の円周面６２ａに対して所定の位置に、第２の成形型６３Ａ、６３Ｅを配置してカム部材５７Ｃを成形する。
【００８４】
さらに、図５（ｄ）に示す形状のカム部材５７Ｄを成形する際には、カム部材５７Ｃとカム部材５７Ｄとは、外周に同じ形状の凹部６６Ｅを共通して有しているので、カム部材５７Ｃを成形する際に用いた、凹部６６Ｅを成形する第２の成形型６３Ｅを共通して用いる。すなわち、図５（ｄ）に示すように、第１の成形型６２の円周面６２ａに対して所定の位置に、第２の成形型６３Ｅを配置してカム部材５７Ｄを成形する。なお、それぞれのカム部材５７Ａ〜５７Ｄにおける位置基準溝５７ｂは、それぞれのカム部材５７Ａ〜５７Ｄを成形した後に、工具等を用いて所定の位置に形成される。
【００８５】
上記のようなカム部材の形成方法では、形状の異なる複数のカム部材５７を成形する際に、成形されるカム部材５７Ａ〜５７Ｄが、外周に特定形状の凹部６６Ａ（６６Ｅ）を共通して有するときには、この凹部６６Ａ（６６Ｅ）を成形する第２の成形型６３Ａ（６３Ｅ）を共通して用いるので、形状の異なる複数のカム部材５７を成形するために必要な成形型の数を減らすことができ、カム部材５７の製造コストを低減することができる。
【００８６】
なお、上記のようにして成形された、異なる形状の１９枚のカム部材５７は、図６に示すように、それぞれのカム部材５７における位置基準溝５７ｂの位置を原点位置として揃え、かつ、それぞれのカム部材５７が表裏逆にならないように、位置基準溝５７ｂが形成されている側の面（表面）を従動側ギア５６側に向けた状態で、回転軸５４に取り付けられ、回転対象体５２が構成されている。
【００８７】
上記のような構成の防爆型定角度回転装置５０において、エアーアンプ２０からインデックスモータ５１に制御エアーＰＸ、ＰＹが交互に供給されたときには、図１〜図３に示すように、スライドテーブル５８ａがガイドレール５８ｂに沿ってＸ方向にスライドする。
【００８８】
このとき、制御エアーＰＸが供給された場合であると、図７に示すように、スライドテーブル５８ａに設けられた一対のガイドピン５９のうちの一方のガイドピン５９がスライドテーブル５８ａの移動に伴ってＸ１方向に移動し、このガイドピン５９における進行方向右側面が、間欠回動カム６０における傾斜面６０ａに当接する。そして、このガイドピン５９が、図中の一点鎖線Ａにて示すようにＸ１方向にさらに移動することで、この傾斜面６０ａをそのままＸ１方向に押圧して傾斜面６０ａの作用により間欠回動カム６０を図７のように見て左回りに回動させ、図中の二点鎖線Ｂにて示すようにガイドピン５９がこの位置よりもさらにＸ１方向に移動して、このガイドピン５９の側面が、間欠回動カム６０におけるガイドピン保持面６０ｂに、円弧状の広い範囲で接触する。このように、ガイドピン５９がガイドピン保持面６０ｂに円弧状の広い範囲で接触することで、間欠回動カム６０は回動方向およびその逆方向に対して位置決めされた状態となり、間欠回動カム６０の回動動作を確実に停止させることができ、間欠回動カム６０を精度良く一定の角度だけ回動させることができる。
【００８９】
また、図８に示すように、一方のガイドピン５９がガイドピン保持面６０ｂに接触したときには、間欠回動カム６０は、一方のガイドピン５９が当接した傾斜面６０ａとは異なる他の傾斜面６０ａが他方のガイドピン５９に対して臨む姿勢、すなわち、次に他方のガイドピン５９が移動して前記他の傾斜面６０ａに当接しつつ押圧した際には、間欠回動カム６０が、前記一方のガイドピン５９による回動方向と同じ方向にかつ同じ角度で回動する姿勢となっている。
【００９０】
次に、インデックスモータ５２に制御エアーＰＹが供給されて、スライドテーブル５８ａがＸ２方向に移動すると、上記と同様にしてガイドピン５９が間欠回動カム６０の傾斜面６０ａに当接して押圧し、間欠回動カム６０を同じ方向に一定角度だけ回動させる。
【００９１】
図８に示すように、インデックスモータ５１に制御エアーがＰＸ、ＰＹと交互に供給されることで、スライドテーブル５８ａがＸ１方向、Ｘ２方向に交互にスライドし、これに伴ってスライドテーブル５８ａに設けられた一対のガイドピン５９が間欠回動カム６０の
両側から交互に当接することで、この間欠回動カム６０を一定の方向に、かつ、一定の回動角度で間欠的に回動させる。
【００９２】
間欠回動カム６０が間欠的に回動されることで、この間欠回動カム６０の回転軸６１に固定されている駆動側ギア５５も同様にして間欠的に回動し、従動側ギア５６を介して回転対象体５２を一定の角度ずつ間欠的に回動させることができる。
【００９３】
なお、間欠回動カム６０は、スライドテーブル５８ａが１往復する間に、２回の回動動作を行い、これは間欠回動カム６０の５分の１回転であるので、間欠回動カム６０における１回の回動角度は３６度となり、駆動側ギア５５の歯数を２０、従動側ギア５６の歯数を４８とすると、回転対象体５２の１回の回動角度は、３６×２０／４８＝１５度となる。
【００９４】
上記のように、回転対象体５２を一定角度ずつ間欠的に回動させることで、各マイクロスイッチ２７に対向する位置のカム部材５７において、凸部５７ａが設けられている箇所では、この凸部５７ａが、対向するマイクロスイッチ２７に接触してこのマイクロスイッチ２７がオン状態とされ、凸部５７ａが設けられていない箇所では、これに対向するマイクロスイッチ２７がオフ状態とされ、これにより、各エアーバルブ２２の開閉動作の切換が行われ、各エアーバルブ２２に接続されている各エアーアクチュエータ２９を、ガスの自動充填工程の順序に従って作動させることができる。
【００９５】
以上のように本発明によれば、異なる形状のカム部材５７を形成する場合であっても、カム部材５７の凸部５７ａの外周面５７ｄがなす円弧状面を含む円周面６２ａを有する第１の成形型６２と、カム部材５７の凹部６６に対応する形状の第２の成形型６３とを用い、第１の成形型６２の円周面６２ａにおける所定の位置に第２の成形型６３を接触状態で配置して、外周に所定の凹凸を有するカム部材５７を成形するので、一つの第１の成形型６２と、それぞれのカム部材５７の凹部６６を成形する第２の成形型６３とがあれば、それぞれの形状のカム部材５７を成形することができ、例えば、カム部材５７全体を成形する成形型を用いる場合に比べて、それぞれのカム部材全体の形状に応じた成形型を必要としないので、カム部材５７の製造コストを低減することができる。また、カム部材５７の形状を変更する場合には、カム部材全体を成形する成形型のように、成形型全体を作り直す必要はなく、変更が生じる第２の成形型６３の形状だけを変更すればよいので、その分、カム部材５７の製造コストを低減することができる。
【００９６】
また、図５に示すように、形状の異なる複数のカム部材５７を成形する際に、成形されるカム部材５７Ａ〜５７Ｄが、外周に特定形状の凹部６６Ａ（６６Ｅ）を共通して有するときには、この凹部６６Ａ（６６Ｅ）を成形する第２の成形型６３Ａ（６３Ｅ）を共通して用いるので、形状の異なる複数のカム部材５７を成形するために必要な成形型の数を減らすことができ、カム部材５７の製造コストを低減することができる。
【００９７】
なお、上記においては、第１の成形型６２に第２の成形型６３を組み合わせて、本体部５７ｅと凸部５７ａとを一体に成形した場合を説明したが、これに限らず、図９に示すように、本体部５７ｅと、凸部５７ａとを別々に成形し、その後、本体部５７ｅの外周における所定の位置に、所定の形状の凸部５７ａを熱接着などにより取り付けて、カム部材５７を形成しても良い。この場合、図９（ａ）に示す凸部５７ａのうち、凸部５７ａ（イ）、凸部５７ａ（ロ）は、図９（ｂ）に示すカム部材５７を形成する際にも用いることができる。このような方法によりカム部材５７を形成することで、本体部５７ｅに対して取り付ける凸部５７ａの組み合わせを変えることにより、異なる形状の複数のカム部材５７を成形することができ、複数のカム部材５７を成形するために必要な成形型の数を減らして、カム部材５７の製造コストを低減することができる。また、カム部材５７の外周の凹凸を変更することで、カム部材５７に対応するマイクロスイッチ２７の切換設定の変更を行う際には、本体部５７ｅに取り付ける凸部５７ａを他の形状の凸部５７ａに変更したり、本体部５７ｅに対して凸部５７ａを取り付ける位置を変更したり、また、本体部５７ｅから凸部５７ａを取り去ったりすれば、それぞれの成形型に変更を加えることなく、形成されるカム部材５７の形状に変更を加えることができるので、マイクロスイッチ２７の切換設定の変更を、容易かつ安価に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明のカム部材の形成方法により形成されたカム部材を有する防爆型定角度回転装置の正面図である。
【図２】図１に示す防爆型定角度回転装置の側面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】本発明のカム部材の成形方法を説明する図である。
【図５】図４を用いて説明した方法により、複数のカム部材を形成する方法を説明する図である。
【図６】図１に示した防爆型定角度回転装置における回転対象体を示す図である。
【図７】間欠回動カムの回動動作を説明する図である。
【図８】一対のガイドピンにより間欠回動カムが一定方向に一定角度ずつ間欠的に回動される状態を示す図である。
【図９】図４および図５を用いた方法とは異なる方法でカム部材を形成する方法を説明する図である。
【図１０】従来の高圧ガスの自動充填工程を説明する図である。
【図１１】従来の高圧ガスの自動充填工程が回転テーブルの回転に合わせて行われることを説明する図である。
【図１２】従来の防爆型エアー制御装置を示す図である。
【図１３】制御エアーがＰＸ、ＰＹと交互に供給される構成を説明する図である。
【図１４】図１２に示した防爆型エアー制御装置におけるカム部材の形状の例を示す図である。
【図１５】カム部材がマイクロスイッチをオン−オフする状態を示す図である。
【図１６】従来の防爆型定角度回転装置を示す図である。
【図１７】図１６に示した防爆型定角度回転装置の側面図である。
【図１８】図１６におけるＡ−Ａ矢視の断面図である。
【図１９】第１のスライド部材におけるスライドテーブルがスライドする状態を説明する図である。
【図２０】図１６に示した防爆型定角度回転装置における回転対象体の要部を説明する図である。
【図２１】図１６に示した回転対象体において、レール部材にピース部材を取り付ける方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００９９】
５７    カム部材
５７ａ  凸部
５７ｄ  外周面
６２    第１の成形型
６２ａ  円周面
６３    第２の成形型
６６    凹部
【図１】
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【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】
2006224104.tif 000009
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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