(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器からの飛び出しを防止する飛び出し防止手段付きの圧力容器用バルブのボディ及びチューブを、前記圧力容器に取り付ける圧力容器用バルブの取り付け装置であって、
前記ボディまたは前記チューブの少なくとも一方を振動させる加振手段と、
前記チューブを前記ボディに対して相対的に回転させる回転手段とを備え、
前記加振手段により前記ボディまたは前記チューブの少なくとも一方を振動させながら前記回転手段により前記チューブを前記ボディに対して相対的に回転させることにより、前記ボディに形成された溝部に前記チューブに形成された舌部を入り込ませて前記チューブを前記ボディに組み付ける
ことを特徴とする圧力容器用バルブの取り付け装置。
【請求項２】
前記圧力容器に供給された前記ボディ及び前記チューブの傾きを修正する正立手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置。
【請求項３】
前記チューブが組み付けられた前記ボディを前記圧力容器の口金に螺合させる締め付け手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置。
【請求項４】
前記ボディを前記チューブに対して、前記チューブの軸線方向に相対的に移動させる引き上げ手段を備え、前記チューブの前記ボディへの組み付けを確認することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧力容器用バルブの取り付け装置。
【請求項５】
前記回転手段は、前記チューブの軸線方向に進退動し、前記チューブをつかむチューブチャックと、このチューブチャックを回転させる駆動部と、前記チューブチャックに対して摺動可能にされ、前記ボディの回転を制限するヘッドを備え、
前記加振手段は、前記ヘッドを振動させるバイブレータを備えることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置。
【請求項６】
前記チューブチャックが前記チューブをつかむ際に、前記チューブチャックから前記チューブに加わる押圧力を検出する荷重検出手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置。
【請求項７】
前記正立手段は、前記チューブを吸着する吸着部と、前記吸着部に吸着された前記チューブを一端吊り上げた後、吊り下げるチューブ昇降部とを備えることを特徴とする請求項２に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置。
【請求項８】
前記締め付け手段は、前記ボディの天面フランジに嵌合する締め付けナット部と、前記締め付けナット部を回転させるナット回転部と、前記ナット回転部から前記締め付けナット部に回転を伝達すると共に、前記締め付けナット部を前記ボディの軸線方向に移動させるフローティングユニットと、前記締め付けナット部から前記ボディに加わる重量を調整するバランススプリングとを備えることを特徴とする請求項３に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置。
【請求項９】
前記引き上げ手段は、前記ボディの天面フランジを支持するクランプ部と、前記ボディを前記チューブの軸線方向に引き上げるクランプ引き上げ部とを備えることを特徴とする請求項４に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置。
【請求項１０】
圧力容器からの飛び出しを防止する飛び出し防止手段付きの圧力容器用バルブのボディ及びチューブを、前記圧力容器に取り付ける圧力容器用バルブの取り付け方法であって、
前記圧力容器に供給された前記ボディ及び前記チューブの傾きを修正する正立工程と、
前記チューブをつかみ、前記ボディを振動させながら前記チューブを前記ボディに対して相対的に回転させ、前記ボディに形成された溝部に前記チューブに形成された舌部を入り込ませて前記チューブを前記ボディに組み付ける組み付け工程と、
前記チューブが組み付けられた前記ボディを前記圧力容器の口金に螺合させる締め付け工程と
を備えることを特徴とする圧力容器用バルブの取り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生ビール樽等の圧力容器に取付けられている飛出し防止手段付き圧力容器用バルブを圧力容器に取り付ける圧力容器用バルブの取り付け装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飛出し防止手段付き圧力容器用バルブとして、図１１に示すように、スピアバルブ１が知られている。このスピアバルブ１は、圧力容器としての樽２の口金３に螺合されるボディ４と、このボディ４内にその上部が収納されると共にボディ４と係合するチューブ５と、このボディ４とチューブ５との間に設けられた開閉パッキン６と、この開閉パッキン６を上方に付勢させるコイルスプリング７とを備える。このスピアバルブ１にディスペンスヘッドが装着されると、開閉パッキン６はディスペンスヘッドによって下方に押され、樽２の内部とディスペンサとが連通される。
【０００３】
チューブ５の周面には半径方向に延びるフラップ８が形成され、このフラップ８には、周方向に３等分した位置にそれぞれ舌部９が形成される。一方、ボディ４には溝部１０が形成される。チューブ５に形成した舌部９がボディ４に形成した溝部１０に嵌まり込むことでチューブ５とボディ４とは組み付けられる。この舌部９は、開閉パッキン６とフラップ８との間に介されるコイルスプリング７によって溝部１０を形成する下方面１０ｂに付勢される。また、舌部９の内の１個所には、半径方向に延びる突起１１が形成されている。この突起１１が口金３の下面に衝突することで、ボディ４と口金３との螺合を外した際に、樽２の内部の圧力によってスピアバルブ１が飛び出すのが防止される。
【０００４】
スピアバルブ１の樽２への取り付けは、人が専用ジグを使用して以下の方法で行われていた。図１２に示すように、まず、専用治具１２をチューブ５の先端に打ち込み、チューブ５の上部をつかむ。これにより、開閉パッキン６が押込まれ、コイルスプリング７が縮む。そして、チューブ５にある飛び出し防止用の突起１１をかわしながらチューブを樽２内に挿入する（Ｓ１）。次に、ボディ４を樽２に供給し、時計まわりに２／３回転締め、ボディ４を口金３に固定する（Ｓ２）。次に、チューブ５を引き上げながら樽内で回転させ、チューブ５の舌部９を、ボディ４の溝部１０に嵌め込み、チューブ５とボディ４とを組み付ける（Ｓ３）。次に、専用治具をチューブ５から放し、ボディ４を時計まわりに回し、ボディ４を口金３に完全に締め付ける（Ｓ４）。これにより、スピアバルブ１の樽２への取り付けが完了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人手によって、樽２内でチューブ５をボディ４に組み付けるる際、溝部１０にはチューブ５の軸方向に延びる突部１０ａが設けられているので、チューブ５を単純に回しただけだと、舌部９が突部１０ａに引っ掛かる（図１２中（Ｓ２）、（Ｓ３）の舌部９、突部１０ａ参照）。このため、チューブ５を僅かに斜めにしながらチューブ５の回転運動を繰り返すことで、やっと舌部９が突部１０ａを乗り越え、チューブ５をボディ４に組み付けることができた。また、このチューブ５をボディ４に組み付ける作業は樽２の中で行われるので、外れたかどうかは外から見えない。したがって、人の勘を頼りにこの動作を繰り返すしかなかった。
【０００６】
このように、人手によって樽２にスピアバルブ１を取り付ける作業は容易ではなく、かねてから自動化が望まれていた。
【０００７】
そこで、本発明は、従来、人でしか対応することしかできなかった飛び出し防止手段付きの圧力容器用バルブを圧力容器に取り付ける作業を、自動で行うことができる圧力容器用バルブの取り付け装置及び方法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】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【０００９】
請求項１の発明は、圧力容器（２１）からの飛び出しを防止する飛び出し防止手段（１０９）付きの圧力容器用バルブ（１００）のボディ（１０１）及びチューブ（１０２）を、前記圧力容器（２１）に取り付ける圧力容器用バルブの取り付け装置（２０）であって、前記ボディ（１０１）または前記チューブ（１０２）の少なくとも一方を振動させる加振手段（６９）と、前記チューブ（１０２）を前記ボディ（１０１）に対して相対的に回転させる回転手段（６５，６７，６８）とを備え、前記加振手段により前記ボディまたは前記チューブの少なくとも一方を振動させながら前記回転手段により前記チューブを前記ボディに対して相対的に回転させることにより、前記ボディに形成された溝部に前記チューブに形成された舌部を入り込ませて前記チューブ（１０２）を前記ボディ（１０１）に組み付けることを特徴とする圧力容器用バルブの取り付け装置（２０）により上述した課題を解決する。
【００１０】
この発明によれば、加振手段（６９）でチューブ（１０２）またはボディ（１０１）の少なくとも一方を振動させた状態で、回転手段（６５，６７，６８）で前記チューブ（１０２）を前記ボディ（１０１）に対して相対的に回転させるので、振動によってチューブ（１０２）がボディ（１０１）に組み付けられる位置にくる確率が高められる。このため、チューブ（１０２）をボディ（１０１）に確実に組み付けることができ、人でしか対応することのできなかった組み付け作業を自動的にすることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置（２０）において、前記圧力容器（２１）に供給された前記ボディ（１０１）及び前記チューブ（１０２）の傾きを修正する正立手段（３０）を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、正立手段（３０）によって、圧力容器（２１）に供給されたボディ（１０１）及びチューブ（１０２）の傾きが修正される。これにより、チューブチャック（６５）で確実にチューブ（１０２）をつかむことができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置（２０）において、前記チューブ（１０２）が組み付けられた前記ボディ（１０１）を前記圧力容器（２１）の口金（２１ａ）に螺合させる締め付け手段（３２）を備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、チューブ（１０２）が組み付けられたボディ（１０１）を締め付け手段（３２）で圧力容器（２１）に取り付けることができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の圧力容器用バルブの取り付け装置（２０）において、前記ボディ（１０１）を前記チューブ（１０２）に対して、前記チューブ（１０２）の軸線方向に相対的に移動させる引き上げ手段（７０，７１）を備え、前記チューブ（１０２）の前記ボディ（１０１）への組み付けを確認することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、チューブ（１０２）のボディ（１０１）への組み付けが不十分な場合は、引き上げ手段（７０）によって、ボディ（１０１）がチューブ（１０２）に対して引き上げられる。。一方、チューブ（１０２）のボディ（１０１）への組み付けが良好な場合は、ボディ（１０１）がチューブ（１０２）に対して引き上げられることがない。これにより、チューブ（１０２）のボディ（１０１）への組み付けを確認することができ、信頼性の高い組み付けが可能になる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置（２０）において、前記回転手段（６５，６７，６８）は、前記チューブの軸線方向に進退動し、前記チューブ（１０２）をつかむチューブチャック（６５）と、このチューブチャック（６５）を回転させる駆動部（６７）と、前記チューブチャック（６５）に対して摺動可能にされ、前記ボディ（１０１）の回転を制限するヘッド（６８）を備え、前記加振手段（６９）は、このヘッド（６８）を振動させるバイブレータ（６９）を備えることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、簡単な構成でチューブ（１０２）をボディ（１０１）に対して相対的に回転させることができる。また、ボディ（１０１）の回転を制限するヘッド（６８）をバイブレータ（６９）で振動させることで簡単にボディ（１０１）を振動させることができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置（２０）において、前記チューブチャック（６５）が前記チューブ（１０２）をつかむ際に、前記チューブチャック（６５）から前記チューブ（１０２）に加わる押圧力を検出する荷重検出手段（７４）を備えることを特徴とする。ここで荷重検出手段（７４）には、ロードセル等のセンサーを用いることができる。
【００２０】
この発明によれば、荷重検出手段（７４）の検出値が一定以上にならないようにチューブチャック（６５）を操作することで、チューブ（１０２）をつかむ際にチューブ（１０２）の下端に当接している樽底（２１ｂ）が損傷するのを防止できる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項２に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置（２０）において、前記正立手段（３０）は、前記チューブ（１０２）を吸着する吸着部（５０）と、前記吸着部（５０）に吸着された前記チューブ（１０２）を一端吊り上げた後、吊り下げるチューブ昇降部（５２）とを備えることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、吸着部（５０）でチューブ（１０２）を吸着し、チューブ（１０２）及びボディ（１０１）を吊り上げると、チューブ（１０２）及びボディ（１０１）が鉛直方向を向き、傾きが修正される。その後、吊り下げ、元の位置に戻すとチューブ（１０２）及びボディ（１０１）が正立される。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項３に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置（２０）において、前記締め付け手段（３２）は、前記ボディの天面フランジに嵌合する締め付けナット部（８５）と、前記締め付けナット部（８５）を回転させるナット回転部（８６）と、前記前記ナット回転部（８６）から前記締め付けナット部（８５）に回転を伝達すると共に、前記締め付けナット部（８５）を前記ボディ（１０１）の軸線方向に移動させるフローティングユニット（８７）と、前記締め付けナット部（８５）から前記ボディ（１０１）に加わる重量を調整するバランススプリング（８８）とを備えることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、締め付けナット部（８５）でボディ（１０１）を回転させ、ボディ（１０１）を圧力容器（２１）の口金（２１ａ）に螺合することができる。また、締め付けナット部（８５）はボディ（１０１）の軸線方向に移動するので、ねじ締めが進行し、ボディ（１０１）がその軸線方向に下降しても、締め付けナット部（８５）が追従し、締め付けナット部（８５）とボディ（１０１）との嵌合が保たれる。また、バランススプリング（８８）を設けることで、締め付けナット部（８５）からボディ（１０１）に加わる重量を軽減でき、重量によるねじの傷つきの発生を防止できる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項４に記載の圧力容器用バルブの取り付け装置（２０）において、前記引き上げ手段（７０，７１）は、前記ボディ（１０１）の天面フランジ（１０１ａ）を支持するクランプ部（７０）と、前記ボディ（１０１）を前記チューブ（１０２）の軸線方向に引き上げるクランプ引き上げ部（７１）とを備えることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、簡単な構成でボディ（１０１）をチューブ（１０２）の軸線方向に引き上げ、ボディ（１０１）をチューブ（１０２）に対してチューブ（１０２）の軸線方向に相対的に移動させることができる。
【００２７】
請求項１０の発明は、圧力容器（２１）からの飛び出しを防止する飛び出し防止手段付きの圧力容器用バルブ（１００）のボディ（１０１）及びチューブ（１０２）を、前記圧力容器（２１）に取り付ける圧力容器用バルブの取り付け方法であって、前記圧力容器（２１）に供給された前記ボディ（１０１）及び前記チューブ（１０２）の傾きを修正する正立工程と、前記チューブ（１０２）をつかみ、ボディ（１０１）を振動させながら前記チューブ（１０２）を前記ボディ（１０１）に対して相対的に回転させ、前記ボディに形成された溝部に前記チューブに形成された舌部を入り込ませて前記チューブ（１０２）を前記ボディ（１０１）に組み付ける組み付け工程と、前記チューブ（１０２）が組み付けられた前記ボディ（１０１）を前記圧力容器（２１）の口金（２１ａ）に螺合させる締め付け工程とを備えることを特徴とする圧力容器用バルブの取り付け方法により、上述した課題を解決する。
【００２８】
この発明によれば、正立工程では、圧力容器（２１）に供給されたボディ（１０１）及びチューブ（１０２）の傾きが修正される。これにより、チューブチャック（６５）で確実にチューブ（１０２）をつかむことができる。組み付け工程では、ボディ（１０１）を振動させながらチューブ（１０２）をボディ（１０１）に対して相対的に回転させるので、バイブレーションによってチューブ（１０２）がボディ（１０１）に組み付けられる位置にくる確率が高められる。このため、チューブ（１０２）をボディ（１０１）に確実に組み付けることができ、人でしか対応することのできなかった組み付け作業を自動的にすることができる。また、締め付け工程では、チューブ（１０２）が組み付けられたボディ（１０１）を圧力容器（２１）に取り付けることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の一実施形態における圧力容器用バルブ取り付け装置２０を示したものである。図１は装置全体の平面図、図２は装置全体の正面図である。この圧力容器用バルブ取り付け装置２０は、ボディとチューブとを備える飛び出し防止手段付きのスピアバルブを、圧力容器としての樽２１に取付けるものである。
【００３０】
図１に示すように、圧力容器用バルブ取り付け装置２０には樽搬送コンベヤ２３が横断される。樽２１にはあらかじめ、スピアバルブのチューブ及びボディが供給されている。樽２１は、樽搬送コンベヤ２３によって、樽２１の種類を検出する樽ストッパー部２４、樽２１にボディ及びチューブを取り付けるバルブ取付け部２５、樽２１に内圧を加える内圧エアー供給部２６に順次搬送される。バルブ取付け部２５及び内圧エアー供給部２６には、それぞれセンタリング装置２２が設けられ、搬送された樽２１が位置決めされる。
【００３１】
樽２１の種類を検出する樽ストッパー部２４は、樽搬送コンベヤ２３の両側にローラー２７を備え、このローラー２７で樽搬送コンベヤ２３の上を流れる樽２１を挟み付ける。樽ストッパー部２４には、透過式光電スイッチからなる樽種検出センサー２８が設けられ、停止された樽２１の高さ、径の判別が行われる。樽ストッパー部２４の上流側には、反射式光電スイッチからなる入り口満杯検出センサー２９が設けられる。満杯検出センサー２９で樽２１が検出されると、樽２１の供給が一時的に停止される。
【００３２】
樽２１にボディ及びチューブを取り付けるバルブ取付け部２５は、図２に示すように、樽２１に供給されたボディ及びチューブの傾きを修正する正立部３０と、ボディとチューブとを組み付ける組み付け部３１と、チューブが組み付けられたボディを樽２１の口金に螺合させる締め付け部３２とを備える。正立部３０、組み付け部３１及び締め付け部３２の各ステーションは、基礎プレート３３に取り付けられる。この基礎プレート３３は、門型フレーム３４に固定された左右方向に延びる水平レール３５をスライド自在にされ、切り換え横スライド部３６によって左右方向に移動される（図６参照）。切り換え横スライド部３６の近傍には中間停止用ストッパーシリンダ３７（図６参照）が設けられ、各ステーションがスピアバルブの上方に位置するように基礎プレート３３の位置が３段階に切り換えられる。
【００３３】
また、基礎プレート３３は、上下方向に延びる垂直レール３８をもスライド自在にされ、2段重ねした樽種段替え用シリンダ３９ａ，３９ｂによって昇降される（図６参照）。この樽種段替え用シリンダ３９ａ，３９ｂは、樽ストッパー部２４で検出した樽２１の高さ情報に応じて駆動される。正立部３０、組み付け部３１及び締め付け部３２のユニット全体の高さは、樽２１の高さに合わせられる。
【００３４】
樽２１に内圧を加える内圧エアー供給部２６は、図１及び図２に示すように、センタリング装置２２と一体になった門型ブラケット４０に、シリンダ４１を取り付け、このシリンダ４１のロッドにエアー供給ヘッド４３を取り付けたものである。エアー供給ヘッド４３の先端には、スピアバルブの開閉パッキンのみを押さえる別の小ストロークのシリンダ（図示せず）が取付けられる。
【００３５】
シリンダ４１を作動させると、エアー供給ヘッド４３がスピアバルブに密着する。そして、小ストロークのシリンダを作動させるとスピアバルブの開閉パッキンが押され、スピアバルブが開の状態になる。そして、樽２１の内部にエアーを供給し、樽２１の内部圧力を高める。樽２１の内部圧力を測定することで、樽２１へのスピアバルブの取付けが完全に行われたか否かが確認できる。なお、図１に示すように、内圧エアー供給部２６の下流側には、反射式光電スイッチからなる出口満杯検出センサー４４が設けられ、このセンサー４４で樽２１が検出されると、樽２１の排出が一時的に停止される。
【００３６】
センタリング装置２２は、樽搬送コンベヤ２３の両側に設けた一対の芯出しシリンダ４５ａ，４５ｂと、一方の芯出しシリンダ４５ａを移動させる段替シリンダ４６とを備える（図１及び図６参照）。芯出しシリンダ４５ａ，４５ｂのロッドには樽２１の側面を挟めるよう凹所を有する挟持部４７が取り付けられる。この一対の芯出しシリンダ４５ａ，４５ｂを作動させ、樽２１を両側から挟む。ここで、芯出しシリンダ４５ａが芯出しの基準になる。段替シリンダ４６は、樽ストッパー部２４で検出した樽２１の径の情報に応じて駆動され、樽２１の中心が常に一定の位置に保たれるように芯出しシリンダ４５ａを移動する。なお、センタリング装置２２は、透過式光電スイッチからなるセンサー４８で動作タイミングが検出される。
【００３７】
樽２１に供給されたボディ及びチューブの傾きを修正する正立部３０の詳細を図３乃至図５に示す。図３は、正立部３０の側面図、図４は正立部３０の正面図、図5は図4のＡ−Ａ線断面図である。図3に示すように、樽２１にはあらかじめ、チューブ１０２が挿入されている。また、ボディ１０１も樽２１に挿入され、チューブ１０２の上部に配置されている。
【００３８】
正立部３０は、チューブ１０２の上端を吸着する吸着部５０と、ボディ１０１と共にチューブ１０２を一旦吊り上げて、もとの位置に吊り降ろすチューブ昇降部５２と、チューブ１０２の上昇ストロークを調節するストッパー部５３とを備える。
【００３９】
図４及び図５に示すように、吸着部５０は、その下端にチューブ１０２の上端を吸着するベロウ形状のバキュームパッド５４を備え、昇降シリンダによって上下動される可動プレート５５の一端に取付けられる。
【００４０】
チューブ昇降部５２は、基礎プレート５６に固定された支持プレート５７と、支持プレート５７に固定されたガイド部材５８と、このガイド部材５８に直線案内された一対の直線レール５９ａ，５９ｂと、一対の直線レール５９ａ，５９ｂの下端に取付けられた可動プレート５５と、この可動プレート５５を昇降させるパッド昇降シリンダ６０とから構成されている。パッド昇降シリンダ６０を作動させると、可動プレート５５及び吸着部５０が上下動する。
【００４１】
ストッパー部５３は、支持プレート５７に固定されたステー６１と、このステー６１の下部に固定されたストッパーシリンダ６２とから構成される。ストッパーシリンダ６２を作動させた状態でパッド昇降シリンダ６０を作動させると、図４に示すように、ストッパーシリンダ６２のロッド６３が可動プレート５５に設けたストッパーボルトと当接し、可動プレート５５が中間停止位置で停止し、吊り上げ高さが制限される。
【００４２】
正立部での動作の流れを説明する。図3に示すように、まず、チューブ昇降部５２を作動させ、バキュームパッド５４をチューブ１０２の上端まで下降させる（図中▲１▼参照）。そして、バキュームパッド５４でチューブ１０２を吸着する。次に、再び、チューブ昇降部５２を作動させ、チューブ１０２を吊り上げる。チューブ１０２を吊り上げると、チューブ１０２と一緒にボディ１０１も吊り上げられる。このとき、ストッパー部５３も作動させ、吊り上げ高さを制限する（図中▲２▼参照）。これにより、チューブ１０２の飛び出し防止用の突起１０９が口金２１ａに衝突するのが防止される。チューブ１０２及びボディ１０１を吊り上げると、傾きが修正され、チューブ１０２及びボディ１０１が鉛直方向を向く。この状態で再び、チューブ１０２及びボディ１０１を元の位置まで下降させる（図中▲３▼参照）。最後に、バキュームパッド５４の吸着を解除し、バキュームパッド５４を動作開始前の高さまで上昇させる（図中▲４▼参照）。
【００４３】
ボディ１０１とチューブ１０２を組み付ける組み付け部３１の詳細を図6に示す。図６は、組み付け部３１の側面図を示したものである。組み付け部３１は、チューブ１０２をつかむ円筒状のチューブチャック６５と、チューブチャック６５をチューブ１０２の軸線方向に進退動させるチャック昇降部６６と、このチューブチャック６５を回転させる駆動部６７と、ボディ１０１の回転を制限するヘッド６８と、ヘッド６８を振動させるバイブレータ６９と、ボディ１０１の天面フランジをつかむクランプ部７０と、ボディ１０１をチューブ１０２の軸線方向に引き上げるクランプ部引き上げ部７１とを備える。
チューブチャック６５は、略円筒形状をなす周知のチューブ用チャック機構で構成される。
【００４４】
チューブチャック６５をチューブ１０２の軸線方向に進退動させるチャック昇降部６６は、基礎プレート３３に固定された中間停止用ロック付きシリンダ７２と、この中間停止用ロック付きシリンダ７２のロッド側に結合されたフローティングシリンダ７３と、このフローティングシリンダ７３のロッド側に荷重検出手段としてのロードセル７４を介して取付けられた移動フレーム７５を備える。移動フレーム７５は、基礎プレート３３に固定された直線レール７６をスライドするガイド部材４９にも支持され、上下方向に直線案内されている。チューブチャック６５はこの移動フレーム７５に取り付けられている。
【００４５】
チャック昇降部６６の動作について説明する。まず、中間停止用ロック付きシリンダ７２によってチューブチャック６５をチューブ１０２の上方近傍に移動する。次に、フローティングシリンダ７３を作動させ、チューブチャック６５からチューブ１０２に加わる押圧力を検出しながら、チューブ１０２の開閉パッキンを押込む。チューブ１０２は正立部によって傾きが修正され、また、チューブ１０２の下端は樽底２１ｂで支持されている（図３参照）ので、チューブチャック６５でチューブ１０２の開閉パッキンを確実に押込むことができる。また、チューブチャック６５からチューブ１０２に加わる押圧力を検出するロードセル７４を設けることで、チューブ１０２の下端が樽底２１ｂを押す押圧力が検出される。このロードセル７４の検出値が一定以上にならないように、フローティングシリンダ７３を操作することで樽底２１ｂの損傷が防止される。チューブ１０２の開閉パッキンを押込んだ後、チャック開閉シリンダ（図示せず）を作動させることによってチューブチャック６５がチューブ１０２の上部をつかむ。
【００４６】
チューブチャック６５を回転させる駆動部６７は、移動フレーム７５の上面に支柱７７を介して固定された減速機付きサーボモータ７８を備え、カップリングを介してサーボモータ７８の回転がチューブチャック６５に伝達される。そして、チューブチャック６５はその中心軸の回りを回転する。ここで、樽底２１ｂの損傷を防止するために、チャック昇降部６６によってチューブ１０２を若干浮かせた後、チューブ１０２が回転される。
【００４７】
ボディ１０１の回転を制限するヘッド５３は、クランプ部昇降板７９に固定され、略円筒形状をなす。ヘッド５３の中央には、チューブチャック６５の外径形状に合わせた孔が開けられる。これにより、ヘッド５３は、チューブチャック６５に摺動可能に遊嵌される。ヘッド６８の下面には、ボディ１０１の天面フランジに嵌合する凹部６８ａが形成される。また、このヘッド６８には、ヘッド６８を振動させる加振手段としてのバイブレータ６９が取り付けられている。
【００４８】
ヘッド６８でボディ１０１の回転を制限した状態で、チューブ１０１を回転させることで、チューブ１０２をボディ１０１に対して相対的に回転させることができる。また、相対的に回転させるときには、ボディ１０１にはヘッド６８の重量がかかっている。このため、チューブ１０２をボディ１０１に対して相対的に回転させると、チューブ１０２の舌部がボディ１０１の溝に嵌まり、振動によってチューブ１０２がボディ１０１のに組み付けられる位置にくる確率が高められる。このため、チューブ１０２をボディ１０１に確実に組み付けることができ、人でしか対応することのできなかった組み付け作業を自動的にすることができる。チューブ１０２のボディ１０１への組み付けの詳細については後述する。
【００４９】
なお、この実施の形態では、チューブ１０２を回転させ、ボディ１０１の回転を制限したが、チューブ１０２をボディ１０１に対して相対的に回転させることができるものであれば、チューブ１０２の回転を制限し、ボディ１０１を回転させる構成としてもよい。また、ヘッド６８を加振してボディ１０１のみを振動させているが、チューブ１０２を振動させてもよいし、チューブ１０２及びボディ１０１の両方を加振させてもよい。
【００５０】
前記ボディ１０１の天面フランジを支持するクランプ部７０は、クランプ部昇降板７９に固定されたエアチャックシリンダ８０と、エアチャックシリンダ８０の作動ロッドに結合された一対の断面Ｌ字形の爪片８１とで構成される。ヘッド６８には爪片８１を挿通させるスリットが開けられている。エアチャックシリンダ８０を作動させると、一対の爪片８１がボディ１０１の天面フランジの下面を支持する。
【００５１】
クランプ部７０をチューブ１０２の軸線方向に引き上げるクランプ引き上げ部７１は、移動フレーム７５に固定された昇降シリンダ８２と、昇降シリンダ８２のロッド側に結合されているクランプ部昇降板７９とを備える。上述のように、ヘッド６８はこのクランプ部昇降板７９に固定されているので、昇降シリンダ８２を作動させると、ヘッド６８部はチューブチャック６５を摺動しながら上下動する。これにより、ボディ１０１をチューブ１０２の軸線方向に引き上げることができ、チューブ１０２とボディ１０１との組み付けが完全に行われたか否かが確認される。チューブ１０２とボディ１０１との組み付けが完全に行われていない場合は、ボディ１０１が引き上げられてしまう。この場合は、再びチューブ１０２とボディ１０１の組み付け作業が行われる。このように、再び組み付けを行うことによって、より確実にチューブ１０２とボディ１０１とを組み付けることができる。
【００５２】
図７は、チューブ１０２が組み付けられたボディ１０１を樽２１の口金２１ａに螺合させる締め付け部３２を示したものである。この締め付け部３２は、昇降部８９によって、ねじ締め位置まで昇降される。昇降部８９は、基礎プレート３３に固定された昇降シリンダ９０と、昇降シリンダ９０のロッド側に固定された移動フレーム９１とを備える。基礎プレート３３と移動フレーム９１との間にはリニアガイド９２が設けられ、移動フレーム９１が直線案内される。移動フレーム９１には締め付け部３２が固定されている。昇降シリンダ９０を作動させると、締め付け部３２がボディ１０１の天面フランジ位置まで下降する。
【００５３】
締め付け部３２は、ボディ１０１の天面フランジに嵌合する締め付けナット部８５と、締め付けナット部８５を回転させるナット回転部としてのサーボナットランナー８６と、サーボナットランナー８６から前記締め付けナット部８５に回転トルクを伝達すると共に、前記締め付けナット部８５を前記ボディ１０１の軸線方向に移動させるフローティングユニット８７と、締め付けナット部８５からボディ１０１に加わる重量を調整するバランススプリング８８とを備える。
【００５４】
サーボナットランナー８６は、ボディ１０１を樽２１の口金２１ａに螺合させるのに適した回転トルクを有し、正逆転可能なものが使用される。
サーボナットランナー８６の回転トルクはフローティングユニット８７を介して締め付けナット部８５に伝達される。フローティングユニット８７は、ユニット支持プレート９４で支持される。移動フレーム９１とユニット支持プレート９４との間にはリニアガイド９３が介され、フローティングユニット８７は、ボディ１０１の軸線方向にスライドする。
【００５５】
締め付けナット部８５には、下部にボディ１０１の天面フランジに形状を合わせた凹所が形成されている。また、この締め付けナット部８５は、ボディ１０１の天面フランジに設けた切欠と係合する爪片８５ａを有するので、締め付けナット部８５の回転トルクが確実にボディ１０１に伝達される。
【００５６】
移動フレーム９１とユニット支持プレート９４との間には締め付けナット部８５からボディ１０１に加わる重量を調整するバランススプリング８８が架け渡される。
【００５７】
サーボナットランナー８６を回転させると、締め付けナット部８５が回転し、ボディ１０１が樽２１の口金２１ａにねじ込まれる。ねじ締めが進行し、ボディ１０１がその軸線方向に下降しても、フローティングユニット８７が追従し、締め付けナット部８５とボディ１０１との嵌合が保たれる。また、締め付けナット部８５からボディ１０１に加わる重量はバランススプリング８８によって軽減され、重量によるねじの傷つきの発生を防止できる。
【００５８】
次に、正立部３０、組み付け部３１及び締め付け部３２でのスピアバルブの取り付け工程について説明する。
【００５９】
最初に圧力容器用バルブとしてのスピアバルブ１００の構成について説明する。スピアバルブ１００は、従来のスピアバルブと同様、樽２１の口金２１ａに螺合されるボディ１０１と、このボディ１０１内にその上部が収納されたチューブ１０２と、このボディ１０１とチューブ１０２との間に設けられた開閉パッキンと、この開閉パッキンを上方に付勢させるコイルコイルスプリングとを備える（図１０の（Ｓ２）、図１１参照）。
【００６０】
チューブ１０２の周面には半径方向に伸びるフラップ１０５が形成され、コイルスプリングは、チューブ１０２に介装されると共にチューブ１０２に形成されたフラップ１０５と開閉パッキンとの間に配置される。フラップ１０５には周方向に３等分した位置に舌部１０６が形成される。３個所中一個所の舌部１０６には口金２１ａの下面と衝突してスピアバルブ１００の飛び出しを防止する突起１０９が形成される。
【００６１】
一方、ボディ１０１は、天面フランジ１０１ａと、スカート１０１ｂとからなり、スカート１０１ｂの上部には口金２１ａと螺合するおねじが形成される。このスカート１０１ｂの下部は３個所の溝部１０７が形成される。この溝部１０７は、スカート１０１ｂの周方向に延びる周方向溝１０７ａと、この周方向溝１０７ａの一端に連通し、スカート１０１ｂの下端まで延びる軸線方向溝１０７ｂとからなる。３個所中１個所の周方向溝１０７ａの下方面１２０にはチューブ１０２の軸線方向に突出する突部１０８が形成され、残り２個所の周方向部１０７ａには、上方面１２１に突部１０８が形成される（図１０の（Ｓ２）下段参照）。周方向溝１０７ａの下方面１２０及び上方面１２１に設けた突部１０８が舌部１０６と係合することによって、舌部１０６が溝部１０７から抜けるのが防止される。
【００６２】
図８は、正立部３０でのボディ１０１及びチューブ１０２の傾きを修正する正立工程を示したものである。樽２１内にはチューブ１０２及びボディ１０１が供給されている。チューブ１０２は突起１０９をかわして樽２１内に挿入され、チューブ１０２の下端は樽底２１ｂに当接する。ボディ１０１はスカート１０１ｂが口金２１ａ内に挿入され、チューブ１０２の舌部１０６、突起１０９の上面に載せられる（Ｓ１）。なお、ボディ１０１にはかじり防止用グリスが塗布されている。正立工程では、まず、バキュームパッド５４を降下させ、チューブ１０２の上端を吸着する。次に、突起１０９が口金２１ａと衝突しない程度の高さまでチューブ１０２を吊り上げ、チューブ１０２が鉛直方向を向くように傾きを修正する。チューブ１０２を吊り上げるとボディ１０１もチューブ１０２と一緒に吊り上げられ、傾きが修正される（Ｓ２）。このときの上昇ストロークはストッパー部５３によって調整される。次に、吊り上げたチューブ１０２を下降させ、再びチューブ１０２の下端を樽底２１ｂに当接させる。次に、バキュームパッド５４でのチューブ１０２の吸着を解除し、バキュームパッド５４を上昇させる（Ｓ３）。このように、正立工程を備えることで、樽２１に供給されたチューブ１０２及びボディ１０１の傾きを修正することができる。
【００６３】
図９は、組み付け部３１でのチューブ１０２のボディ１０１への組み付け工程を示したものである。図９の下段の図は分かりやすくするために、ボディ１０１のスカート１０１ｂと、チューブ１０２の舌部１０６との位置関係のみを示している。この組み付け工程では、まず、チューブチャック６５をチューブ１０２に打ち込み、チューブ１０２の上部をつかむ（Ｓ１）。チューブ１０２の下端は樽底２１ｂに当接しているので、チューブチャック６５で、開閉パッキンを押し下げてチューブ１０２の上部をつかむことができる。このとき、チューブチャック６５からチューブ１０２に加わる押圧力は、ロードセル７４で検出され、一定以上にならないようにチューブチャック６５が操作されるので、樽底２１ｂの損傷が防止される。
【００６４】
次に、チューブ１０２わずかに上昇させ、チューブ１０２の下端を樽底２１ｂからわずかに浮かせる。そして、チューブチャック６５に摺動するヘッド６８を下降させ、ヘッド６８の下面に形成した凹部６８ａをボディ１０１の天面フランジ１０１ａに嵌め込み、ボディ１０１の回転を制限する。ヘッド６８の重量はボディ１０１にあずけられている。そして、ヘッド５３をバイブレータで振動させながら、チューブ１０２を回転させる（Ｓ２）。これにより、チューブ１０２に形成した舌部１０６が軸線方向溝１０７ｂを通過し、周方向溝１０７ａに入り込む。そして、舌部１０６が周方向溝１０７ａの奥まで導かれる（Ｓ３）。チューブ１０２をボディ１０１に対して回転させる際に振動を加えることで、舌部１０６が周方向溝１０７ａの突部１０８を通過して組み付けられる位置にくる確率が高められ、チューブ１０２をボディ１０１に確実に組み付けることができる。
【００６５】
なお、チューブ１０２はチューブチャック６５によって、コイルコイルスプリングが縮められているので、舌部１０６が周方向溝１０７ａの下方面１２０に付勢されることなく、周方向溝１０７ａの中でフリーになっている。このため、ボディ１０１をチューブ１０２に組み付けることができる。また、振動させないで単純にチューブ１０２を回転させただけだと、舌部１０６がフリーになっていても３個所の舌部１０６のうちいずれか一個所が周方向溝１０７ａに形成した突部１０８に引っ掛るので、ボディ１０１をチューブ１０２に組み付けることができない。
【００６６】
チューブ１０２がボディ１０１に組み付けられると、チューブ１０２の回転を停止し、バイブレータの振動を停止する。そして、ボディ１０１の天面フランジ１０１ａをクランプ部で支持しながら上方向に引き上げる（Ｓ４）。チューブ１０２はチューブチャック６５によって一定位置に保たれるので、チューブ１０２のボディ１０１への組み付けが不十分な場合は、クランプ部７０によって、ボディ１０１のみが引き上げられてしまう。一方、チューブ１０２のボディ１０１への組み付けが良好な場合は、チューブ１０２の舌部１０６が周方向溝１０７ａと係合するので、ボディ１０１のみを引き上げることができない。これにより、チューブ１０２のヘッドへの組み付けを確認することができ、信頼性の高い組み付けが可能になる。
【００６７】
最後に、チューブチャック６５をチューブ１０２から取り外す。これにより、舌部１０６がコイルスプリングによって周方向溝１０７ａの下方面１２０に付勢され、チューブ１０２のボディ１０１への組み付けが終了する（Ｓ５）。
【００６８】
図１０は、締め付け部３２でのボディ１０１を樽２１に螺合させる締め付け工程を示したものである。締め付けナット部８５を降下させ、ボディ１０１の天面フランジ１０１ａに締め付けナット部８５の凹所を嵌合させる（Ｓ１）。そして、締め付けナット部８５を反時計方向に回転させてボディ１０１と口金２１ａとの螺合を完全に外す。これにより、ねじの食い付きを防止できる。次に、締め付けナット部８５を時計方向に正転させ、ボディ１０１を口金２１ａにねじ込む。締め付けナット部８５は、ボディ１０１の軸線方向に移動可能なので、ねじ締めが進行し、ボディ１０１がその軸線方向に下降しても、締め付けナット部が８５追従し、締め付けナット部８５とボディ１０１との嵌合が保たれる。また、バランススプリング８８によって締め付けナット部８５からボディ１０１に加わる重量を軽減でき、重量によるねじの傷つきの発生を防止できる。ねじ込みが終了したら締め付けナット部８５を上昇させて、ボディ１０１及びチューブ１０２の樽２１への取り付けが完了する（Ｓ２）。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧力容器用バルブの取り付け装置が、ボディを振動させる加振手段と、チューブをボディに対して相対的に回転させる回転手段とを備え、チューブをボディに組み付ける。加振手段でボディを振動させながら、回転部でチューブをボディに対して相対的に回転させるので、振動によってチューブがボディに組み付けられる位置にくる確率が高められる。このため、チューブをボディに確実に組み付けることができ、人でしか対応することのできなかった組み付け作業を自動的にすることができ、圧力容器用バルブを自動的に圧力容器に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における圧力容器用バルブ取り付け装置を示す平面図。
【図２】本発明の一実施形態における圧力容器用バルブ取り付け装置を示す正面図。
【図３】本発明の一実施形態における圧力容器用バルブ取り付け装置の正立部を示す側面図。
【図４】上記正立部の正面図。
【図５】上記図４のＡ−Ａ線断面図。
【図６】本発明の一実施形態における圧力容器用バルブ取り付け装置の組み付け部を示す側面図。
【図７】本発明の一実施形態における圧力容器用バルブ取り付け装置の締め付け部を示す側面図。
【図８】本発明の一実施形態における圧力容器用バルブ取り付け方法の正立工程を示す図。
【図９】本発明の一実施形態における圧力容器用バルブ取り付け方法の組み付け工程を示す図。
【図１０】本発明の一実施形態における圧力容器用バルブ取り付け方法の締め付け工程を示す図。
【図１１】樽に取付けられたスピアバルブを示す部分断面図。
【図１２】従来のスピアバルブの取り付け工程を示す図。
【符号の説明】
２０  圧力容器用バルブの取り付け装置
２１  樽（圧力容器）
２１ａ  口金
３０  正立部（正立手段）
３１  組み付け部
３２  締め付け部（締め付け手段）
５０  吸着部（正立手段）
５２  チューブ昇降部（正立手段）
６５  チューブチャック（回転手段）
６７  駆動部（回転手段）
６８  ヘッド（回転手段）
６９  バイブレータ（加振手段）
７０  クランプ部（引き上げ手段）
７１  クランプ引き上げ部（引き上げ手段）
７４  ロードセル（荷重検出手段）
８５  締め付けナット部
８６  ナット回転部
８７  フローティングユニット
８８  バランススプリング
１００  スピアバルブ（圧力容器用バルブ）
１０１  ボディ
１０１ａ  天面フランジ
１０２  チューブ
【図１】
0003892164.tif 000002
【図２】
0003892164.tif 000003
【図３】
0003892164.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003892164.tif 000008
【図８】
0003892164.tif 000009
【図９】
0003892164.tif 000010
【図１０】
0003892164.tif 000011
【図１１】
0003892164.tif 000012
【図１２】
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