(57)【要約】【課題】支燃性又は可燃性を有するガスが充填された容器に封板を溶接することを可能とする高圧ガスの充填方法及びその方法に使用する装置と充填口構造を提供する。【解決手段】天板(21)の外周に鍔(21a)を残して該天板の裏面に突出する筒状の脚部(22)とからなる本体(23)を有し、該本体にガス充填間隙(S)を形成する突起(24)を備える封板(20)を使用する。まず、該脚部の外径より大きい内径(41)を有する環状で該突起より軟質の金属パッキン(40)を該封板に介装し、容器(30)の開口部(31)を該封板及び該金属パッキンとともに気密の空間(4)で包囲する。次に、該空間及び該容器に支燃性（可燃性）の充填ガスを圧入し、封止手段(5)により該封板を該開口部に圧着させて該容器を密封状態とする。そして、該空間の内部を不活性ガスで置換した後、該封板を該容器に溶接する。【選択図】      図１
2004197783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板(21)と、該天板(21)の外周に鍔(21a)を残して該天板(21)の裏面に突出する筒状の脚部(22)とからなる本体(23)を有し、該本体(23)の高圧ガスを充填する容器(30)の開口部(31)に面する部分にガス充填間隙(S)を形成する突起(24)を備える封板(20)を使用し、
該脚部(22)の外径より大きい内径(41)を有する環状で該突起(24)より軟質の金属パッキン(40)を該封板(20)に介装し、該開口部(31)を該封板(20)及び該金属パッキン(40)とともに気密の空間(4)で包囲し、
該空間(4)及び該容器(30)の内部に支燃性又は可燃性を有する充填ガスを圧入し、
該開口部(31)に対し該空間(4)内で進退する封止手段(5)により該封板(20)を該開口部(31)に圧着させて該容器(30)を密封状態とし、
該空間(4)の内部を不活性ガスで置換した後、該封板(20)を該容器(30)に溶接することを特徴とする高圧ガスの充填方法。
【請求項２】
該金属パッキン(40)は、少なくとも一つの鋭角を有する断面形状をなし、該内周(41)は該鋭角の頂部が連続して形成されたもので、該突起(24)は該脚部(22)の外周に形成されており、該突起(24)を該内周(41)に当接させることにより該脚部(22)表面と該金属パッキン(40)との間に該ガス充填間隙(S)を形成する請求項１に記載の高圧ガスの充填方法。
【請求項３】
該容器(30)の底部(32)を通電可能な状態で支持し、該封止手段(5)を溶接用電源(10)に接続し、該封板(20)を該開口部(31)に抵抗溶接する請求項１又は２に記載の高圧ガスの充填方法。
【請求項４】
該溶接用電源(10)を、該空間(4)に接続された該充填ガスの濃度分析計(18)の計測値に応じて制御する請求項３に記載の高圧ガスの充填方法。
【請求項５】
該充填ガスを該空間(4)及び該容器(30)の内部に注入する前に、該空間(4)の内部を真空引きする請求項１〜４のいずれか一つの項に記載の高圧ガスの充填方法。
【請求項６】
該充填ガスを、該空間(4)及び該容器(30)の内部に注入する前に、バッファ容器(15)に貯蔵しておく請求項１〜５のいずれか一つの項に記載の高圧ガスの充填方法。
【請求項７】
容器(30)の開口部(31)を保持する保持手段(2)と、該容器(30)の底部(32)に通電可能に当接して該容器(30)を支持する支持手段(3)と、不活性ガス供給手段(6)と、支燃性又は可燃性を有する充填ガスを供給する充填ガス供給手段(7)とを備え、
該保持手段(2)は、該開口部(31)を気密に包囲する空間(4)と、該開口部(31)に対して進退する封止手段(5)とを備え、
該空間(4)は、開閉自在の排気口(8)を有し、
該不活性ガス供給手段(6)と該充填ガス供給手段(7)は、開閉弁(9a,9b)を介して該空間(4)に各別に連通しており、
該支持手段(3)及び該封止手段(5)は、溶接用電源(10)に接続されていることを特徴とする高圧ガス充填装置。
【請求項８】
該空間(4)は、真空引き手段(11)に開閉弁(12)を介して連通している請求項７に記載の高圧ガス充填装置。
【請求項９】
該封止手段(5)は、該封板(20)の接触部分に着脱自在の電極(13)を有し、該支持手段(3)は、該底部(32)の接触部分に着脱自在の電極(14)を有する請求項７又は８に記載の高圧ガス充填装置。
【請求項１０】
該支持手段(3)は、該底部(32)に適合し、該容器(30)の軸線(X)を定位置に配置する請求項７〜９のいずれか一つの項に記載の高圧ガス充填装置。
【請求項１１】
該充填ガス供給手段と該空間の間にバッファ容器(15)が設けられている請求項７〜１０のいずれか一つの項に記載の高圧ガス充填装置。
【請求項１２】
該開口部(31)は該容器の縮径された首部(33)頂端に形成され、該保持手段(2)は該空間(4)に連通する挿入口(16)を有し、該挿入口(16)は着脱自在のシール部材(17)を備え、該首部(33)が該挿入口(16)に密着挿入される請求項７〜１１のいずれか一つの項に記載の高圧ガス充填装置。
【請求項１３】
該挿入口(16)の直径は変更自在となっており、該支持手段(3)の該底部(32)を支持する部分の直径は変更自在となっている請求項１２に記載の高圧ガス充填装置。
【請求項１４】
該保持手段(2)と該支持手段(3)は相対移動自在となっている請求項７〜１３のいずれか一つの項に記載の高圧ガスの充填装置。
【請求項１５】
該溶接用電源(10)は、該空間(4)に接続された該充填ガスの濃度分析計(18)の計測値に応じて制御されている請求項７〜１４のいずれか一つの項に記載の高圧ガス充填装置。
【請求項１６】
天板(21)と、該天板(21)の外周に鍔(21a)を残して該天板(21)の裏面に突出する筒状の脚部(22)とからなる本体(23)を有し、該本体(23)の高圧ガスを充填する容器(30)の開口部(31)に面する部分に溶接に突起(24)を備える封板(20)に、該脚部(22)外径より大きい内径(41)を有する環状で該突起(24)より軟質の金属パッキン(40)が介装され、該本体(23)と該金属パッキン(40)との間に該突起(24)を介してガス充填間隙(S)が形成されることを特徴とする充填口構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素（Ｏ2）や亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）などの支燃性ガス、ＬＰＧや水素（Ｈ2）などの可燃性ガス、或いはそれらの混合ガスを、高圧で容器に充填し密封するための方法及びその方法に使用する装置と充填口構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
手軽でコンパクトな小型ガス容器は、ミニガスカートリッジと呼ばれ、消火器、ライフジャケット、生ビールサーバーなど身近に利用されている。そして、このようなミニガスカートリッジとして、二酸化炭素(ＣＯ2）、窒素ガス(Ｎ2)、アルゴンガス（Ａｒ）ヘリウムガス（Ｈｅ）などの不活性ガスの他、酸素や亜酸化窒素などの支燃性ガス、或いはＬＰＧや水素などの可燃性ガスを充填したものも多く使用されている。
【０００３】
不活性ガスを充填したミニガスカートリッジを製造する際には、これらのガスを容器に充填した後、封板を溶接して密封することにより漏洩防止を図っている。この封板を溶接する方法は漏洩のない密封方法であり、適正な品質管理、検査によって、半永久的に漏洩を防止することが可能である。
【０００４】
一方、支燃性ガスや可燃性ガスを充填したミニガスカートリッジを製造する際には、それらのガスが爆発等を引き起こしやすいという理由から、封板を溶接することができなかった。そこで、支燃性ガスや可燃性ガスを充填した容器は、バルブによって締め付ける方法か、カシメによる方法で密封しているのが現状である。
【０００５】
【特許文献】
特願２００１−３４２６４８
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、封板を溶接する以外の方法では十分な密封を行うことができず、防災用など長期間に渡ってガス圧力やガス量を保持することが要求される場合には、災害防止への安全上並びに径済性においても不都合があった。
【０００７】
そこで、本発明は、支燃性又は可燃性を有するガスが充填された容器に封板を溶接することを可能とする高圧ガスの充填方法及びその方法に使用する装置と充填口構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる高圧ガスの充填方法は、天板と、該天板の外周に鍔を残して該天板の裏面に突出する筒状の脚部とからなる本体を有し、該本体の高圧ガスを充填する容器の開口部に面する部分にガス充填間隙を形成する突起を備える封板を使用するものである。該高圧ガスの充填に際し、まず、該脚部の外径より大きい内径を有する環状で該突起より軟質の金属パッキンを該封板に介装し、該開口部を該封板及び該金属パッキンとともに気密の空間で包囲する。続いて、該空間及び該容器の内部に支燃性又は可燃性を有する充填ガスを圧力差により注入し、該開口部に対し該空間内で進退する封止手段により該封板を該開口部に圧着させ該容器を密封状態とする。そして、該空間の内部を不活性ガスで置換した後、該封板を該容器に溶接することを特徴とする。
【０００９】
この充填方法によれば、支燃性又は可燃性を有する充填ガスが充填された容器に封板を圧着させて仮の密封を行い、封板の周囲に存在するガスを不活性ガスに置換することで、封板を不活性ガス雰囲気に置くことができる。そのため、支燃性又は可燃性を有する充填ガスが充填された容器であっても、そこに封板を溶接することが可能となる。この際、金属パッキンは封板を開口部に押し着けることで変形し、開口部と封板との間に形成されたガス充填間隙が塞がった状態となるので、ガス充填間隙の形成をしつつ、その間隙を溶接することなしに塞ぐことが可能となっている。また、開口部を気密に包囲する空間を設けることにより、充填ガスを容器に注入する際は容器内を高圧に保ちながら封板を開口部へ押し着けることが可能となり、かつ封板を溶接する際は封板の周囲を不活性ガスで置換することが可能となっている。なお、封板の圧着による容器の密封度はできるだけ高いことが望ましいが、封板と開口部との間に多少の隙間が形成されている場合でも、空間内の不活性ガスの圧力を高めて容器内充填ガスの漏洩を極めて低くすることにより溶接を安全に行うことができる。
【００１０】
また、この充填方法によれば、充填ガスが注入される場所（空間及び容器）の容積は確定しているので、正確な質量の充填が可能となる。
更に、工程数が少なく、超高圧ガスを短時間でしかも大量に処理できるため、製品のコストを低減することができる。
更にまた、溶接を不活性ガス雰囲気の中で行うため、酸化やその他反応がおこらず高品質な溶接面と強度が確保できる。
【００１１】
該金属パッキンは、少なくとも一つの鋭角を有する断面形状をなし、該内周は該鋭角の頂部が連続して形成されたもので、該突起は該脚部の外周に形成されており、該突起を該内周に当接させることにより該脚部表面と該金属パッキンとの間に該ガス充填間隙を形成するようにしてもよい。
こうすると、開口部に載置された状態にある金属パッキンの上面には、その内周から外側上方へ徐々に高くなる傾斜面が形成される。そして、この傾斜面と封板本体の容器開口部に面する部分とで形成されたガス充填間隙において、充填ガスは傾斜面に沿って容器内部に流入することになる。そのため、充填ガスを容器内部に注入する際の抵抗を低減し、効率よく注入することができる。
【００１２】
更に、金属パッキンの材質は、焼鈍処理を行った銅とすることが好ましく、そうすると、封板を圧着させる際に必要な軟性をもたせることができる。
【００１３】
該容器の底部を通電可能な状態で支持し、該封止手段を溶接用電源に接続し、該封板を該開口部に抵抗溶接してもよい。
こうすると、溶接を短時間で容易に行うことができる。また、開口部全周を均一に溶接することができ、シール性を高めることができる。
【００１４】
該溶接用電源を、該空間に接続された該充填ガスの濃度分析計の計測値に応じて制御してもよい。
こうすると、充填ガスによる溶接時の事故を未然に防止できる。
【００１５】
該充填ガスを該空間及び該容器の内部に注入する前に、該空間の内部を真空引きしてもよい。
こうすると、充填ガスを注入する前に容器内部の空気が取り除かれるので、高純度のガスを充填することができる。
【００１６】
該充填ガスを、該空間及び該容器の内部に注入する前に、バッファ容器に貯蔵しておいてもよい。
こうすると、コンプレッサー等の装置で充填するよりも、充填作業を速やかに行うことができる。
【００１７】
本発明にかかる高圧ガス充填装置は、容器の開口部を保持する保持手段と、該容器の底部に通電可能に当接して該容器を支持する支持手段と、不活性ガス供給手段と、支燃性又は可燃性を有する充填ガスを供給する充填ガス供給手段とを備える。該保持手段は、該開口部を気密に包囲する空間と、該開口部に対して進退する封止手段とを備える。該空間は、開閉自在の排気口を有する。該不活性ガス供給手段と該充填ガス供給手段は、開閉弁を介して該空間に各別に連通している。該支持手段及び該封止手段は、溶接用電源に接続されている。
【００１８】
この充填装置によれば、保持手段で容器を保持すると、容器の開口部が気密の空間で包囲されるので、その空間を使用して充填ガス供給手段から充填ガスを容器に注入することができる。また、その空間は開閉自在の排気口を有することから、空間に充満した充填ガスを排除しながら不活性ガス供給手段より不活性ガスを注入し、容器の開口部周辺を不活性ガス雰囲気にすることができる。更に、保持手段は開口部に対して進退する封止手段を備えることから、容器を保持した状態において、必要に応じて封止手段を開口部に向かって移動させ、そこに必要な圧力をかけることができる。更にまた、支持手段及び封止手段は溶接用電源に接続されているため、封止手段を開口部に接触させることにより、そこに抵抗電流を流して抵抗溶接をすることができる。そのため、本発明にかかる上記高圧ガスの充填方法に使用できる。
【００１９】
該空間は、真空引き手段に開閉弁を介して連通していてもよい。
こうすると、充填ガスを注入する前に容器内部の空気が取り除かれるので、高純度のガスを充填することができる。
【００２０】
該封止手段は、該封板の接触部分に着脱自在の電極を有し、該支持手段は、該底部の接触部分に着脱自在の電極を有していてもよい。
こうすると、充填作業を繰り返すことにより消耗する電極を容易に交換することができ、装置保守作業のための停止時間を短縮することができる。
【００２１】
該支持手段は、該底部に適合し、該容器の軸線を定位置に配置するようにしてもよい。
こうすると、溶接を正確に行うことができ、製品の品質を高めることができる。
【００２２】
該充填ガス供給手段と該空間の間にバッファ容器が設けられていてもよい。
こうすると、コンプレッサー等の装置で充填するよりも、充填作業を速やかに行うことができる。
【００２３】
該開口部は該容器の縮径された首部頂端に形成され、該保持手段は該空間に連通する挿入口を有し、該挿入口は着脱自在のシール部材を備え、該首部が該挿入口に密着挿入されてもよい。
こうすると、容器の形状を利用して空間を気密に保つことができる。また、充填作業を繰り返すことにより消耗するシール部材を容易に交換することができ、装置保守作業のための停止時間を短縮することができる。
【００２４】
該挿入口の直径は変更自在となっており、該支持手段の該底部を支持する部分の直径は変更自在となっていてもよい。
こうすると、直径の異なる様々な種類の容器に対応することができる。
【００２５】
該保持手段と該支持手段は相対移動自在となっていてもよい。
こうすると、長さの異なる様々な種類の容器に対応することができる。
【００２６】
該溶接用電源は、該空間に接続された該充填ガスの濃度分析計の計測値に応じて制御されていてもよい。
こうすると、充填ガスによる溶接時の事故を未然に防止できる。
【００２７】
本発明にかかる充填口構造は、天板と、該天板の外周に鍔を残して該天板の裏面に突出する筒状の脚部とからなる本体を有し、該本体の高圧ガスを充填する容器の開口部に面する部分に突起を備える封板に、該脚部の外径より大きい内径を有する環状で該突起より軟質の金属パッキンが介装され、該本体と該金属パッキンとの間に該突起を介してガス充填間隙が形成されることを特徴とする。
【００２８】
この充填口構造によれば、容器の開口部に対し、ガス充填間隙を形成するとともに、その間隙を、金属パッキンの変形を利用して溶接することなく塞ぐことができる。そのため、支燃性又は可燃性を有する充填ガスが充填された容器であっても、まず金属パッキンの変形を利用した仮の密封を行うことにより、開口部周辺の充填ガスを取り除き封板を溶接することが可能となる。
【００２９】
【発明実施の形態】
図１〜４に、本発明にかかる高圧ガス充填装置及び充填口構造の具体例を示す。図１は、同充填口構造を有する容器が同充填装置に設置された状態を示し、（ａ）は容器を含めた同充填装置の概観を示す図、（ｂ）は同充填口構造を拡大して示す正断面図である。図２は、同充填口構造に使用される封板の底面図である。図３は、同充填口構造におけるガス充填間隙が金属パッキンの変形によって塞がれた状態を示し、（ａ）は容器を含めた同充填装置の概観を示す図、（ｂ）は同充填口構造を拡大して示す正断面図である。図４は、同充填装置の安全確保用設備を説明するブロック図である。
【００３０】
図１（ａ）に示すように、この高圧ガス充填装置１は、容器３０の開口部３１を保持する保持手段２と、容器３０の底部３２に通電可能に当接して容器３０を支持する支持手段３と、不活性ガス供給手段６と、支燃性又は可燃性を有する充填ガスを供給する充填ガス供給手段７とを備える。
保持手段２は、ステー５１に固定され、開口部３１を気密に包囲する空間４と、開口部３１に対して進退する封止手段５とを備えている。この封止手段５は、支持手段３と共に溶接用電源１０に接続されている。
空間４は、開閉自在の排気口８を有している。排気口８は、図示しない排ガス回収容器に連通しており、空間４から排気口８を通って排出されたガスが回収されるようになっている。
不活性ガス供給手段６と充填ガス供給手段７は、開閉弁９ａ、９ｂを介して空間４に各別に連通している。
【００３１】
この充填装置１によれば、保持手段２で容器３０を保持すると、容器３０の開口部３１が気密の空間４で包囲されるので、その空間４を使用して充填ガス供給手段７から充填ガスを容器に注入することができる。また、その空間４は開閉自在の排気口８を有することから、空間に充満した充填ガスを排除しながら不活性ガス供給手段６より不活性ガスを注入し、容器３０の開口部３１周辺を不活性ガス雰囲気にすることができる。更に、保持手段２は開口部３１に対して進退する封止手段５を備えることから、容器３０を保持した状態において、必要に応じて封止手段５を開口部３１に向かって移動させ、そこに必要な圧力をかけることができる。更にまた、支持手段３及び封止手段５は溶接用電源１０に接続されているため、封止手段３を開口部３１に接触させることにより、そこに抵抗電流を流して抵抗溶接をすることができる。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、開口部３１は、封板２０と金属パッキン４０とから構成される充填口構造を有している。封板２０は、天板２１と、天板２１の外周に鍔２１ａを残して天板２１の裏面に突出する筒状の脚部２２とからなる本体２３を有し、本体２３の開口部３１に面する部分に突起２４を備えている。一方、金属パッキン４０は、封板２０の脚部２２外径より大きい内径４１を有する環状で突起２４より軟質となっており、封板２０に介装されている。そして、封板２０の本体２３と金属パッキン４０との間に突起２４を介してガス充填間隙Ｓが形成されている。なお、図１（ｂ）において、ガス充填間隙Ｓの構造を明確にするため、封板２０の軸線Ｘの左側には図２のＡ線における断面が、軸線Ｘの右側には図２のＢ線における断面が示されている。図３（ｂ）も同様である。
【００３３】
この充填口構造によれば、容器３０の開口部３１に対し、ガス充填間隙Ｓを形成するとともに、その間隙Ｓを、金属パッキン４０の変形を利用して溶接することなく塞ぐことができる。そのため、支燃性又は可燃性を有する充填ガスが充填された容器であっても、まず金属パッキン４０の変形を利用した仮の密封を行うことにより、開口部３１周辺の充填ガスを取り除き封板２０を溶接することが可能となる。
【００３４】
この充填装置１及び充填口構造を使用し、本発明にかかる高圧ガスの充填方法を実施する場合、以下のようになる。
高圧ガスの充填に際し、まず、封板２０に金属パッキン４０を介装し、本体２３と金属パッキン４０との間に突起２４を介してガス充填間隙Ｓが形成される状態、すわなち上記充填口構造を構成しておく。また、排気口８及び両開閉弁９ａ、９ｂを閉じておく。
次に、図１に示すように、容器３０を保持手段２で保持し、その開口部３１を封板２０及び金属パッキン４０とともに気密の空間４で包囲する。続いて、排気口８及び不活性ガス供給手段６用の開閉弁９ａを閉じた状態たまま、充填ガス供給手段７用の開閉弁９ｂを開き、空間４及び容器３０の内部に充填ガスを圧力差により注入する。充填ガスの注入が終了したら、封止手段５により封板２０を開口部３１に圧着させ容器３０を、図３に示す密封状態とする。この際、金属パッキン４０は封板２０を開口部３１に押し着けることで変形し、開口部３１と封板２０との間に形成されたガス充填間隙Ｓが塞がった状態となるので、ガス充填間隙Ｓの形成をしつつ、その間隙Ｓを溶接することなしに塞ぐことが可能となっている。
容器３０が密封されたら、今度は充填ガス供給手段７用の開閉弁９ｂを閉じ、排気口８及び不活性ガス供給手段６用の開閉弁９ａを開いて、空間４の内部を不活性ガスで置換する。置換が終了したら、排気口８及び両開閉弁９ａ、９ｂを閉じておく。
そして、最後に、溶接電源１０を作動させ封止手段５に通電し、封板２０を開口部３１に溶接し、容器３０を保持手段２から取り外して一連の作業が終了となる。なお、封板２０の圧着による容器３０の密封度はできるだけ高いことが望ましいが、封板２０と開口部３１との間に多少の隙間が形成されている場合でも、空間４内の不活性ガスの圧力を高めて容器３０内充填ガスの漏洩を極めて低くすることにより溶接を安全に行うことができる。
【００３５】
この充填方法によれば、支燃性又は可燃性を有する充填ガスが充填された容器３０に封板２０を圧着させて仮の密封を行い、封板２０の周囲に存在するガスを不活性ガスに置換することで、封板２０を不活性ガス雰囲気に置くことができる。そのため、支燃性又は可燃性を有する充填ガスが充填された容器であっても、そこに封板を溶接することが可能となる。
【００３６】
また、この充填方法によれば、充填ガスが注入される場所（空間４及び容器３０）の容積は確定しているので、正確な質量の充填が可能となる。
更に、工程数が少なく、超高圧ガスを短時間でしかも大量に処理できるため、製品のコストを低減することができる。
更にまた、溶接を不活性ガス雰囲気の中で行うため、酸化やその他反応がおこらず高品質な溶接面と強度が確保できる。
【００３７】
充填装置１を使用した場合、封板２０を開口部３１に抵抗溶接することになるが、その場合、溶接を短時間で容易に行うことができ、また、開口部３１全周を均一に溶接することでシール性を高めることができるので好ましい。
【００３８】
金属パッキン４０は、少なくとも一つの鋭角を有する断面形状をなし、内周４１はこの鋭角の頂部が連続して形成されたもので、突起２４は脚部２２の外周に形成されており、突起２４を内周４１に当接させることにより脚部２２表面と金属パッキン４０との間にガス充填間隙Ｓが形成されている。
この場合、開口部３１に載置された状態にある金属パッキン４０の上面には、その内周４１から外側上方へ徐々に高くなる傾斜面が形成される。そして、この傾斜面と封板本体２３の容器開口部３１に面する部分とで形成されたガス充填間隙において、充填ガスは傾斜面に沿って容器内部に流入することになる。そのため、充填ガスを容器３０内部に注入する際の抵抗を低減し、効率よく注入することができる。
【００３９】
なお、封板２０として、突起２４が鍔２１ａの裏面に突設された公知のものを使用してもよい。その場合、突起２４が金属パッキン４０の上面に当接しガス充填間隙Ｓを形成することになるので、金属パッキン４０の断面形状を例えば円形としても、充填ガスの流路抵抗を低減することができる。
【００４０】
金属パッキン４０の材質は、焼鈍処理を行った銅となっている。この場合、封板２０を圧着させる際に必要な軟性をもたせることができる。
【００４１】
空間４は、真空引き手段１１に開閉弁１２を介して連通されている。そして、充填ガスを空間４及び容器３０の内部に注入する前に、空間４の内部を真空引きするようになっている。
こうすると、充填ガスを注入する前に容器３０内部の空気が取り除かれるので、高純度のガスを充填することができる。
【００４２】
充填ガス供給手段７と空間４の間にバッファ容器１５が設けられている。そして、充填ガスを、空間４及び容器３０の内部に注入する前に、バッファ容器１５に貯蔵しておくようになっている。
この場合、コンプレッサー等の装置で充填するよりも、充填作業を速やかに行うことができる。
【００４３】
封止手段５は、封板２０の接触部分に着脱自在の電極１３を有し、支持手段３は、容器底部３２の接触部分に着脱自在の電極１４を有している。
この場合、充填作業を繰り返すことにより消耗する電極を容易に交換することができ、装置保守作業のための停止時間を短縮することができる。
【００４４】
支持手段３は、容器底部３２に適合し、容器３０の軸線Ｘを定位置に配置するようになっている。
この場合、溶接を正確に行うことができ、製品の品質を高めることができる。
【００４５】
開口部３１は容器３０の縮径された首部３３頂端に形成され、保持手段２は空間４に連通する挿入口１６を有している。そして、この挿入口１６は着脱自在のシール部材１７を備え、首部３３が挿入口１６に密着挿入されるようになっている。
この場合、容器３０の形状を利用して空間４を気密に保つことができる。また、充填作業を繰り返すことにより消耗するシール部材１７を容易に交換することができ、装置保守作業のための停止時間を短縮することができる。
【００４６】
挿入口１６の直径は変更自在となっており、支持手段３の容器底部３２を支持する部分の直径は変更自在となっている。
この場合、直径の異なる様々な種類の容器に対応することができる。
【００４７】
支持手段３は、保持手段２に対して進退自在となっており、保持手段２と支持手段３は相対移動自在の関係になっている。
この場合、長さの異なる様々な種類の容器に対応することができる。
【００４８】
図４に示すように、空間４には、充填ガスの濃度分析計１８が接続されている。そして、溶接用電源１０は、この濃度分析計１８の計測値に応じて制御されている。例えば、充填ガスとして酸素が充填される場合、空間４の酸素濃度が１０％以下となった場合にのみ、溶接用電源１０が作動して封止手段５に通電されるようになっている。
こうすると、充填ガスによる溶接時の事故を未然に防止できる。
【００４９】
また、空間４にはデジタル式圧力計５２が接続され、その計測値が制御装置５４に出力されるようになっている。更に、空間４には、デジタル式圧力計５２の作動を補償するためのアナログ式圧力計５３が接続されている。一方、両開閉弁９ａ、９ｂは、制御装置５５による圧力に応じた開閉の制御が行われている。これら開閉弁９ａ、９ｂの開閉にはタイムラグ制御が用いられており、両開閉弁９が同時に開かないようになっている。そして、溶接用電源１０は、これら制御装置５４、５５によっても制御されるようになっている。
この場合、溶接用電源１０の作動に対し二重のインタロックを設けることで、充填ガス雰囲気下における溶接を防止し、安全性を高めることができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明にかかる高圧ガスの充填方法によれば、支燃性又は可燃性を有する充填ガスが充填された容器に封板を圧着させて仮の密封を行い、封板の周囲に存在するガスを不活性ガスに置換することで、封板を不活性ガス雰囲気に置くことができる。そのため、支燃性又は可燃性を有する充填ガスが充填された容器であっても、そこに封板を溶接することが可能となる。また、充填ガスが注入される場所（空間及び容器）の容積は確定しているので、正確な質量の充填が可能となる。更に、工程数が少なく、超高圧ガスを短時間でしかも大量に処理できるため、製品のコストを低減することができる。更にまた、溶接を不活性ガス雰囲気の中で行うため、酸化やその他反応がおこらず高品質な溶接面と強度が確保できる。
【００５１】
請求項２によれば、充填ガスを容器内部に注入する際の抵抗を低減し、効率よく注入することができる。
【００５２】
請求項３によれば溶接を短時間で容易に行うことができる。また、開口部全周を均一に溶接することができ、シール性を高めることができる。
【００５３】
請求項７による、本発明にかかる高圧ガス充填装置よれば、本発明にかかる高圧ガスの充填方法に使用できる。
【００５４】
請求項４又は１５によれば、充填ガスによる溶接時の事故を未然に防止できる。
【００５５】
請求項５又は８によれば、高純度のガスを充填することができる。
【００５６】
請求項６又は１１によれば、コンプレッサー等の装置で充填するよりも、充填作業を速やかに行うことができる。
【００５７】
請求項９によれば、充填作業を繰り返すことにより消耗する電極を容易に交換することができ、装置保守作業のための停止時間を短縮することができる。
【００５８】
請求項１０によれば、溶接を正確に行うことができ、製品の品質を高めることができる。
【００５９】
請求項１２によれば、容器の形状を利用して空間を気密に保つことができる。また、充填作業を繰り返すことにより消耗するシール部材を容易に交換することができ、装置保守作業のための停止時間を短縮することができる。
【００６０】
請求項１３によれば、直径の異なる様々な種類の容器に対応することができる。
【００６１】
請求項１４によれば、長さの異なる様々な種類の容器に対応することができる。
【００６２】
請求項１６による、本発明にかかる充填口構造によれば、支燃性又は可燃性を有する充填ガスが充填された容器であっても、まず金属パッキンの変形を利用した仮の密封を行うことにより、開口部周辺の充填ガスを取り除き封板を溶接することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる高圧ガス充填装置及び充填口構造の具体例を、同充填口構造を有する容器が同充填装置に設置された状態で示し、（ａ）は容器を含めた同充填装置の概観を示す図、（ｂ）は同充填口構造を拡大して示す正断面図である。
【図２】同充填口構造に使用される封板の底面図である。
【図３】同充填口構造におけるガス充填間隙が金属パッキンの変形によって塞がれた状態を示し、（ａ）は容器を含めた同充填装置の概観を示す図、（ｂ）は同充填口構造を拡大して示す正断面図である。
【図４】同充填装置の安全確保用設備を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１    高圧ガス充填装置
２    保持手段
３    支持手段
４    空間
５    封止手段
６    不活性ガス供給手段
７    充填ガス供給手段
８    排気口
９ａ、９ｂ、１２    開閉弁
１０  溶接用電源
１１  真空引き手段
１３、１４  電極
１５  バッファ容器
１６  挿入口
１７  シール部材
１８  濃度分析計
２０  封板
２１  天板
２１ａ  鍔
２２  脚部
２３  本体
２４  突起
３０  容器
３１  開口部
３２  底部
３３  首部
４０  金属パッキン
４１  内径
Ｓ    ガス充填間隙
Ｘ    軸線
【図１】
2004197783.tif 000003
【図２】
2004197783.tif 000004
【図３】
2004197783.tif 000005
【図４】
2004197783.tif 000006