JP2005212234A - ガス容器の刻印装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 肩部の曲面形状が異なるガス容器でも、刻印が自動的に曲面の打刻位置の接線方向に対して直角に当たるようにして全自動化を可能にしたガス容器の刻印装置を提供すること。
【解決手段】 刻印支持部材２１の先端部分に枢支軸３４を介して揺動自在に取り付けられた刻印取付け枠３１と、刻印取付け枠３１に刻印配列方向に揺動自在に取り付けられ、刻印面３８が枢支軸３４の軸線近傍で、かつ軸線にほぼ平行に位置している刻印ヘッド３７と、刻印面３８がガス容器５０の肩部５１の曲面にほぼ向くように作用するバランス手段３５と、刻印ヘッド３７をガス容器５０の肩部５１に押し付ける手段と、刻印ヘッド３７の転動手段とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＰＧ、酸素、水素等を充填する高圧ガス容器の肩部の曲面に所要事項を刻印する刻印装置に関し、特に耐圧試験を終了したガス容器のようにサイズ、メーカ、ロットによって肩部の曲面形状が異なっているガス容器の肩部に自動的に刻印するのに適したガス容器の刻印装置に関するものである。

ガス容器の肩部の曲面に刻印する場合、打刻位置の接線方向に対して直角に刻印が当らないと片割りして正確に刻印することができない。このような刻印作業を自動化した刻印装置については、例えば特許文献１ないし３に開示されている。

しかし、上記した従来の自動刻印装置はいずれも、刻印が肩部曲面の打刻位置の接線方向に対して直角に当るように、刻印を装着した刻印ヘッド（刻印支持部材）が容器の肩部に対して一定の角度に調整して固定されている。このため、肩部の曲面形状が異なる毎に刻印ヘッド（刻印支持部材）を角度調整する必要があり、肩部の曲面形状が異なる種々の容器に迅速に対応することができなかった。したがって、耐圧試験を終了したガス容器のように、サイズ、メーカ、ロットによって肩部の曲面形状が異なっている種々の容器の刻印作業には適さないものであった。
特開昭４９−７０２０号公報 特開昭５２−３６０４８号公報 実公昭６３−１６５４２号公報

本発明は、上記従来装置の問題点を解決し、肩部の曲面形状が異なる容器でも、刻印が自動的に曲面の打刻位置の接線方向に対して直角に当たるようにして刻印作業の全自動化を可能にしたガス容器の刻印装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の刻印装置は、ガス容器（５０）を位置決め保持するクランプ手段（４〜７）と、前記ガス容器の軸芯と平行する第１軸に直交する第２軸とほぼ平行に配設された枢支軸（３４）を介して、刻印支持部材（２１）の先端部分に揺動自在に取り付けられた刻印取付け枠（３１）と、前記刻印取付け枠（３１）に刻印配列方向に揺動自在に取り付けられ、刻印面（３８）が前記枢支軸（３４）の軸線近傍で、かつ軸線とほぼ平行に位置している刻印ヘッド（３７）と、前記刻印ヘッド（３７）の刻印面が前記ガス容器の肩部の曲面にほぼ向くように作用するバランス手段（３５）と、前記刻印支持部材（２１）を介して、前記刻印ヘッド（３７）を前記ガス容器の肩部に押し付ける手段と、前記刻印ヘッド（３７）の転動手段とを備えていることを特徴とする。

前記刻印支持部材（２１）は、前記ガス容器の軸芯と平行する第１軸とほぼ平行に配設された縦支持軸（２０）を介して、旋回可能で、かつ一定距離だけ軸方向へ移動可能に取り付けられ、前記縦支持軸（２０）から横方向へ延出している。

また、前記刻印ヘッド（３７）は、前端部に円弧状の刻印面（３８）を有し、該刻印面の曲率中心に配設した支持ピン（３６）を介して前記刻印取付け枠（３１）に摺動自在に取り付けられている。

前記刻印支持部材（２１）は、具体的には前記縦支持軸（２０）から横方向へ延出する支持アーム（２２）と、該支持アームの先端部分に固着して配設された門形枠体（２３）と、前記支持アームの基端部に固着され、前記縦支持軸（２０）に旋回可能に取り付けられている軸（２４）とで構成され、前記刻印取付枠（３１）が逆Ｕ字形に形成され、前記門形枠体（２３）内に配設された前記刻印取付枠（３１）の両脚端部（３２，３２）と、前記門形枠体（２３）の両脚端部（３３，３３）とが前記枢支軸（３４）を介して枢着連結されている。

本発明の刻印装置は通常、刻印機構部（１０）をガス容器の軸芯と平行に配設された案内体（３）に沿って往復移動するように配設して、前記クランプ手段により位置決め保持して所定位置に停止している前記ガス容器に刻印するが、刻印機構部は前記案内体の所定位置に配設して停止させておき、前記ガス容器を位置決め保持したクランプ手段が前記案内体に沿って往復移動することにより、前記ガス容器に刻印することも可能である。

また、本発明の刻印装置は、ガス容器を起立姿勢に位置決め保持する縦型タイプと横倒姿勢に位置決め保持する横型タイプのいずれにも適用できる。

本発明の刻印装置によれば、容器の肩部の曲面形状が異なる場合でも、曲面の打刻位置の接線方向に対して刻印が直角に当たるように自動的に角度調整されるから、サイズ、メーカ、ロットによって肩部の曲面形状が異なる種々の容器の肩部に正確、かつきれいに刻印することができる。

また、刻印機構部が刻印するガス容器より外側に突出しないから、刻印作業が安全、かつ作業性良く行なえる。

さらに、本発明の請求項２に係る発明によれば、刻印が容器の肩部に当接すると、前記容器の軸芯とほぼ平行する軸方向に離れるように移動しながら前記肩部の曲面に追随して自動的に角度調整され、刻印は肩部に衝撃的に当接しないから、刻印の損傷が少なく、寿命が長くなる。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３は、ガス容器５０を起立姿勢に位置決め保持して刻印する縦型タイプに実施した本発明の刻印装置を示している。該刻印装置１は、基台２の一側方に立設した支柱３を有し、支柱３の下側部にクランプ用エアシリンダ４が配装されている。クランプ用エアシリンダ４のピストンロッド５には押えパッド６が取り付けられ、また、支柱３に対向する基台２の側部に押えパッド６に対向する位置決めパッド７が突設されていて、基台２上に載置されたガス容器５０の胴部を押えパッド６と位置決めパッド７で挟み付けるようにクランプして、軸芯が支柱３と平行になるように位置決めしてガス容器５０を保持固定するようになっている。

刻印装置１の主要部を構成する刻印機構部１０は、支柱３の上部に設けられ、基台２に載置したガス容器５０の上方に位置している。

刻印機構部１０は、支柱３に沿って往復移動するスライドベース１１を有している。該スライドベース１１は、支柱３の外側に支柱３と平行に配装したブレーキ付昇降用エアシリンダ１２のピストンロッド１３に連結アーム１４を介して連動連結されていて、支柱３に沿って任意所望の位置に停止できるようになっている。

スライドベース１１に取り付けられる押し付けベース１５は、下端部がガス容器５０の軸芯と平行する第１軸に直交する第２軸とほぼ平行に配設された横支持軸１６を介して、スライドベース１１に回動可能に取り付けられ、上端部がスライドベース１１にフランジ１７を介して取り付けられたトラニオン形の押し付け用エアシリンダ１８のピストンロッド１９に連動連結されていて、該押し付け用エアシリンダ１８によって押し付けベース１５が横支持軸１６を支点にガス容器５０の肩部５１側へ回動せしめられるようになっている。そして、図１に示す待機位置にあっては、押し付けベース１５はスライドベース１１に沿って停止している。

押し付けベース１５は第１軸とほぼ平行に配設された縦支持軸２０を備えており、刻印支持部材２１が該縦支持軸２０を介して押し付けベース１５に対して旋回可能で、かつ一定距離Ｅだけ軸方向へ移動可能に取り付けられている。刻印支持部材２１は、押し付けベース１５に対して横方向下向きに延びる支持アーム２２と、該支持アーム２２の先端部分に固着して第１軸とほぼ平行に取り付けられた門形枠体２３（図２参照）と、支持アーム２２の基端部に固着された中空軸２４とで構成されていて、中空軸２４を縦支持軸２０に嵌装して縦支持軸２０の両端支承部２０ａ，２０ａの間に支持させることにより、押し付けベース１５に対して旋回可能で、かつ一定距離Ｅだけ軸方向へ移動可能になっている。刻印支持部材２１を縦支持軸２０の周りに旋回させるトラニオン形の刻印転動用エアシリンダ２５がブラケット２６を介してスライドベース１１に配装されている。該刻印転動用エアシリンダ２５のピストンロッド２７にはコ字形の連結金具２８が取り付けられ、連結金具２８には縦支持軸２０と平行する連結ピン２９が設けられていて、支持アーム２２の側面に突設した作動アーム３０の端部が連結ピン２９に軸方向へ摺動自在に枢着連結されている。

刻印支持部材２１の門形枠体２３には、逆Ｕ字形に形成された刻印取付け枠３１が門形枠体２３内に収容されるように配装されている。刻印取付け枠３１は、両脚端部３２，３２が門形枠体２３の両脚端部３３，３３に押し付けベース１５の横支持軸１６とほぼ平行に配設された枢支軸３４，３４を介して門形枠体２３に枢着連結されていて、門形枠体２３に対して枢支軸３４，３４を支点に揺動自在に取り付けられている。さらに、刻印取付け枠３１の上部両端と門形枠体２３との間に介装した引張りばね３５，３５によって、刻印取付け枠３１は門形枠体２３に対して一定角度外側へ傾斜した姿勢で揺動可能に支持され、後述する刻印ヘッド３７の刻印面２８がガス容器５０の肩部５１の曲面にほぼ向くようにバランス調整されている。この刻印取付け枠３１のバランス調整には、図示の引張りばね３５に代えてバランス錘、エアシリンダ、スプリングバランサ等を用いることも可能である。

刻印取付け枠３１には、支持ピン３６を介して刻印ヘッド３７が揺動自在に取り付けられている。刻印ヘッド３７は、前端部に円弧状の刻印面３８を有し、後端部３９が刻印面３８の曲率中心に配設された支持ピン３６を介して刻印取付け枠３１の上部に枢着連結され、刻印面３８が枢支軸３４，３４の軸線近傍で、かつ枢支軸３４，３４とほぼ平行に配置されて刻印面３８に装着した刻印３８Ａ〜３８Ｄ（図４参照）の配列方向に揺動自在になっている。そして、図４に良く示されているように、該刻印ヘッド３７は、刻印取付け枠３１に対して片側に付勢して、刻印面３８が初期位置を保つように位置決めされている。付勢手段としては、例えば図示のように刻印取付け枠３１に設けた引張りばね４０又は磁石４１のいずれか、若しくは両方であってもよい。

次に、上記構成を有する刻印装置１による刻印作業について説明する。基台２に載置したガス容器５０をクランプ手段４〜７によって所定位置にクランプした状態で、昇降用エアシリンダ１２が作動してスライドベース１１を下降させると、刻印機構部１０全体がガス容器５０の肩部５１に接近する方向に下降移動し、最下端に位置する刻印ヘッド３７の刻印面３８の初期位置に装着されている刻印３８Ａ（図４参照）が肩部５１に当接する。該刻印３８Ａが肩部５１に当接すると、その反力で刻印支持部材２１が縦支持軸２０に沿って相対的に上昇移動し、図７に示すように、縦支持軸２０の上端側の支承部２０ａに当接して停止すると、昇降用エアシリンダ１２が作動を停止し、ブレーキが作動してロックされる。その間に、刻印ヘッド３７が枢支軸３６を支点に傾動して、刻印面３８が肩部５１の打刻位置Ｐにおける肩部曲面の接線Ｔとほぼ平行になり、刻印ヘッド３７の軸線Ｃが接線Ｔに対して直角に位置する。このとき、接線Ｔが押し付けベース１５の横支持軸１６の軸芯を通るように設定しておくと、後述する押し付けベース１５による押し付け力が刻印ヘッド３７の軸線Ｃの方向に効果的に作用するので有利である。

次に、押し付け用エアシリンダ１８が作動し、そのピストンロッド１９でスライドベース１１を押圧することにより押し付けベース１５を横支持軸１６を支点にガス容器５０の肩部５１側へ傾動させると、その回転モーメントによって刻印ヘッド３７が肩部５１の打刻位置Ｐに押し付けられる。この押し付け状態において、刻印転動用エアシリンダ２５が作動し、作動アーム３０を介して刻印支持部材２１の支持アーム２２を縦支持軸２０の周りに旋回させると、刻印ヘッド３７が支持ピン３６を支点に相対的に回動変位して、刻印面３８に配列して装着した刻印３８Ａ〜３８Ｄが肩部５１の曲面に沿って転動しながら順次打刻する。

所定事項の刻印が終了すると、まず押し付け用エアシリンダ１８が復帰して押し付け力を解除したのち、昇降用エアシリンダ１２のブレーキを解放して再び作動しスライドベース１１を所定位置まで上昇させると共に、刻印転動用エアシリンダ２５を復帰させて、図１に示す待機位置に戻る。続いて、クランプ用エアシリンダ４が復帰してガス容器５０のクランプを開放する。以下、上記同様の動作を繰り返して刻印作業が自動的に行なわれる。

上記した実施の形態おいては、クランプ手段４〜７により位置決め保持して案内体（支柱）３に沿った所定位置に停止しているガス容器５０に対して、刻印機構部１０が案内体３に沿って昇降することにより肩部５１の曲面に刻印するようにしたが、ガス容器５０を案内体３に沿って往復移動させることによって刻印することもできる。

図８において、刻印機構部１０は案内体３上部の所定位置に停止している。一方、案内体３に沿って往復移動する可動台４３にクランプ手段４〜７が設けられていて、可動台４３に塔載したガス容器５０をクランプ手段４〜７により位置決め保持した状態で、可動台４３を昇降用エアシリンダ１２により上昇させ、上昇したガス容器の５０の肩部５１に刻印ヘッド３７の刻印面３８を当接させ、押し付けて刻印するものである。

また、本発明による刻印装置１は、図９に示すように、ガス容器５０を横倒姿勢でクランプする横型タイプにも適用できるものである。この場合、刻印ヘッド３７をバランスさせるばね手段は引張ばね３５に替えて圧縮ばね４５とする。

本発明の刻印装置は、耐圧試験を終了したガス容器のようにサイズ、メーカ、ロットによって肩部の曲面形状の異なるガス容器の肩部に刻印するのに適している。

本発明に係るガス容器の刻印装置の正面図である。 同右側面図である。 同要部の平面図である。 同刻印機構部の要部拡大正面図である。 同刻印機構部の要部斜視図である。 同刻印取付け枠の取付け状態を示す要部拡大側面図である。 同刻印作業状態を示す要部拡大説明図である。 本発明の別の実施の形態を示す概略正面図である。 本発明のさらに別の実施の形態を示す概略正面図である。

符号の説明

１ 刻印装置
２ 基台
３ 支柱
４ クランプ用エアシリンダ
６ 押えパッド
７ 位置決めパッド
１０ 刻印機構部
１１ スライドベース
１２ 昇降用エアシリンダ
１５ 押し付けベース
１６ 横支持軸
１８ 押し付け用エアシリンダ
２０ 縦支持軸
２１ 刻印支持部材
２２ 支持アーム
２３ 門形枠体
２４ 中空軸
２５ 刻印転動用エアシリンダ
３１ 刻印取付け枠
３２ 脚端部
３３ 脚端部
３４ 枢支軸
３５ 引張りばね
３６ 支持ピン
３７ 刻印ヘッド
３８ 刻印面
４０ 引張りばね
４１ 磁石
４３ 可動台
４５ 圧縮ばね

Claims (6)

1. ガス容器（５０）を位置決め保持するクランプ手段（４〜７）と、
   前記ガス容器の軸芯と平行する第１軸に直交する第２軸とほぼ平行に配設された枢支軸（３４）を介して、刻印支持部材（２１）の先端部分に揺動自在に取り付けられた刻印取付け枠（３１）と、
   前記刻印取付け枠（３１）に刻印配列方向に揺動自在に取り付けられ、刻印面（３８）が前記枢支軸（３４）の軸線近傍で、かつ軸線とほぼ平行に位置している刻印ヘッド（３７）と、
   前記刻印ヘッド（３７）の刻印面が前記ガス容器の肩部の曲面にほぼ向くように作用するバランス手段（３５）と、
   前記刻印支持部材（２１）を介して、前記刻印ヘッド（３７）を前記ガス容器の肩部に押し付ける手段と、
   前記刻印ヘッド（３７）の転動手段とを備えていることを特徴とするガス容器の刻印装置。
2. 前記刻印支持部材（２１）が、前記ガス容器の軸芯と平行する第１軸とほぼ平行に配設された縦支持軸（２０）を介して、旋回可能で、かつ一定距離だけ軸方向へ移動可能に取り付けられ、前記縦支持軸（２０）から横方向へ延出していることを特徴とする請求項１記載のガス容器の刻印装置。
3. 前記刻印ヘッド（３７）は、前端部に円弧状の刻印面（３８）を有し、該刻印面の曲率中心に配設した支持ピン（３６）を介して前記刻印取付け枠（３１）に摺動自在に取り付けられている請求項１又は２記載のガス容器の刻印装置。
4. 前記刻印支持部材（２１）が、前記縦支持軸（２０）から横方向へ延出する支持アーム（２２）と、該支持アームの先端部分に固着して配設された門形枠体（２３）と、前記支持アームの基端部に固着され、前記縦支持軸（２０）に旋回可能に取り付けられている軸（２４）とで構成され、
   前記刻印取付枠（３１）が逆Ｕ字形に形成され、
   前記門形枠体（２３）内に配設された前記刻印取付枠（３１）の両脚端部（３２，３２）と、前記門形枠体（２３）の両脚端部（３３，３３）とが前記枢支軸（３４）を介して枢着連結されている請求項１，２又は３記載のガス容器の刻印装置。
5. 前記ガス容器（５０）の軸芯と平行に配設された案内体（３）に沿って往復移動するスライドベース（１１）と、
   前記スライドベース（１１）の移動手段と、
   前記スライドベース（１１）の下端に、前記ガス容器の軸芯と平行する第１軸に直交する第２軸とほぼ平行に配設された横支持軸（１６）を介して揺動自在に取り付けられた前記刻印支持部材（２１）の押し付けベース（１５）と、
   前記押し付けベースの押付け手段（１８）とを備えている請求項１ないし４のいずれかに記載のガス容器の刻印装置。
6. 前記ガス容器（５０）を位置決め保持するクランプ手段（４〜７）が、前記ガス容器（５０）の軸芯と平行に配設された案内体（３）沿って往復移動するように構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載のガス容器の刻印装置。

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