JP3056064B2 - ガス充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス容器にＬＰガス
等を充填する作業を自動化するガス充填装置に関し、詳
しくは、ガス容器の充填口に充填ノズルを自動接続する
ための、充填口と充填ノズルの高さ方向に対する位置合
せ機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、ガス容器にＬＰガス等を充填する
作業を自動化するものとして、充填場に載置されたガス
容器の開閉ハンドルの高さを検出する第一検出手段と、
ガス容器の充填口の向きを検出する第二検出手段とを備
え、第一検出手段からの検出情報に基く昇降駆動部の作
動で充填ノズルと充填口の高さ方向の位置合せを行い、
第二検出手段からの検出情報に基く回転駆動部の作動で
充填ノズルと充填口の水平方向の位置合せを行い、進退
駆動部の作動で充填ノズルを充填口に接続して所定量の
ガスを自動充填する装置が、各種提案されている（例え
ば特開平５−１７２３００号等）。それら従来装置にお
いては、図２２に示すように、開閉バルブＤの開閉ハン
ドルＤ4 上面から充填口Ｄ2 の中心Ｐ1 までの寸法Ｌ’
が一定であることを前提とし、昇降駆動部の作動で充填
ノズル１と第一検出手段（不図示）とを一体に下降さ
せ、該第一検出手段が開閉ハンドルＤ4 の上面位置を検
出した時に昇降駆動部が停止して充填口Ｄ2 と充填ノズ
ル１の高さ方向に対する位置合せがなされるよう構成さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら実際には、
各メーカーごとの規格のバラツキ、長期の使用による開
閉ハンドルＤ4 の変形、残ガス回収等の前処理を施した
後の開閉ハンドルの締め度合いのばらつき等により上記
寸法Ｌ’が必ずしも一定ではなく、よって充填口Ｄ2 に
対する充填ノズル１の位置合せに誤差が生じる虞れがあ
り、該誤差が生じたままで充填ノズル１が前進した場
合、充填口Ｄ2 に対する接続が適正になされないばかり
か、充填口Ｄ2 内周の雌ネジ部Ｄ2-3 にノズル先端のパ
ッキン１ｂが当たって損傷若しくは脱落しガス漏れが発
生する虞れもあり、これら不具合は装置の稼働率、ガス
充填の作業効率を低下させると共に、ガス充填工場の少
人化，無人化促進の障害になっていた。

【０００４】本発明は上述したような従来事情に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、開閉ハ
ンドル上面から充填口の中心までの寸法にガス容器毎の
ばらつきがあっても、充填口と充填ノズルの高さ方向の
位置合せを簡単な構造で正確に行って、充填ノズルを充
填口に精度良く自動接続することができるガス充填装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに本発明者等は、充填口中心に対する位置関係に変化
が生じにくく、メーカーごとの規格のばらつきもなく、
さらに長期の使用による変形も生じにくい充填口の外周
縁部に着目し、前記外周縁部を基準位置として有効に利
用して充填口と充填ノズルの高さ方向位置合せの微調整
を行うようにすることで本発明を完成するに至った。即
ち本発明は、充填場に載置されたガス容器の開閉ハンド
ルの高さを検出する第一検出手段と、前記ガス容器の充
填口の向きを検出する第二検出手段と、前記充填口に接
続して所定量のガスを充填する充填ノズルとを備え、前
記第一検出手段からの検出情報に基く昇降駆動部の作動
で充填ノズルと充填口の高さ方向の位置合せを行い、前
記第二検出手段からの検出情報に基く回転駆動部の作動
で充填ノズルと充填口の水平方向の位置合せを行うガス
充填装置において、充填ノズルの上部に、該ノズル軸芯
が充填口中心とほぼ一致した時に充填口上縁部に当接し
て充填ノズルの下降を規制する係合杆を配し、第一検出
手段からの検出情報に基きノズル軸芯が充填口中心の上
方になるよう位置せしめた充填ノズルを充填口近傍にて
下降させ、上記係合杆を充填口上縁部に当接させて充填
ノズルと充填口の高さ方向の位置合せを行うことを基本
構成とする。

【０００６】上記充填ノズルと充填口の水平方向の位置
合せは、この種技術分野において公知の構成、即ち充填
ノズルとガス容器のどちらか一方を固定し他方を回転駆
動部によって回転させることで行うが、ガス容器が重量
物であること等を考慮すれば、クランプ機構等で保持し
たガス容器に対して充填ノズルを回転させる構成が好ま
しく用いられる。

【０００７】上記充填ノズルの充填口に対する接続，離
間は、この種技術分野において公知の構成、即ち水平方
向へ摺動自在に支持した充填ノズルを進退駆動部の作動
で充填口に対して水平進退させる構成、前後揺動自在に
支持した充填ノズルを進退駆動部の作動で充填口に対し
て揺動進退させる構成等が採用できるが、上記水平方向
の位置合せにおいて充填ノズルを回転させるようにした
場合、その回転スペースをより省スペースにし装置全体
をコンパクトなものとすること等を考慮すれば、前記揺
動進退させる構成が好ましく用いられる。

【０００８】上記昇降駆動部による充填ノズルと充填口
の高さ方向の位置合せは、この種技術分野において公知
の構成、即ち充填ノズルとガス容器のどちらか一方を固
定し他方を昇降駆動部によって昇降させることで行う
が、ガス容器が重量物であること等を考慮すれば、クラ
ンプ手段で保持したガス容器に対して充填ノズルを昇降
させる構成が好ましく用いられる。

【０００９】また本発明においては、第一検出手段から
の検出情報に基きノズル軸芯が充填口中心の上方になる
よう位置せしめた充填ノズルを充填口近傍にて下降さ
せ、上記係合杆を充填口上縁部に当接させて充填ノズル
と充填口の高さ方向の位置合せを行う。詳しくは、第一
検出手段からの検出情報に基き、ノズル軸芯が充填口中
心の上方になるように高さ方向の大まかな位置合せを行
う第一の昇降動作と、前記大まかな高さ位置にある充填
ノズルを、係合杆が充填口上縁部に当接するまで下降さ
せてノズル軸芯が充填口中心とほぼ一致するよう高さ方
向微調整を行う第二の昇降動作とを行うが、これら各昇
降動作は、上記したように充填ノズルとガス容器のどち
らか一方を固定し他方を昇降駆動部によって昇降させる
ことで行う。

【００１０】また前記第一，第二の昇降動作は、一つの
昇降駆動部で行う場合と、各々の昇降動作用に設けた二
つの昇降駆動部（第一昇降駆動部、第二昇降駆動部）に
より行う場合とが考えられる。二つの昇降駆動部を用い
る場合、第一，第二昇降動作のどちらか一方は充填ノズ
ルを昇降させ、他方はガス容器を昇降させるよう構成す
ることも可能である。

【００１１】上記第一，第二の昇降動作は連続的に行う
ことも可能である。この場合、係合杆が充填口上縁部に
当接可能な位置（充填口近傍位置）まで充填ノズルを予
め前進させ、その後第一，第二の昇降動作を連続して行
うようになる。ここで、昇降動作中に係合杆が開閉ハン
ドルに当接して充填ノズルの下降（若しくはガス容器の
上昇）動作が妨げられることの無いようにすることは云
うまでもないが、第一，第二昇降動作を連続して行う場
合、充填ノズル先端からの係合杆の突出寸法や、昇降動
作中における係合杆と開閉ハンドルとの位置関係に比較
的高い精度が要求される。

【００１２】これに対し、第一，第二昇降動作を段階的
に行う場合、第一昇降動作（高さ方向の大まかな位置合
せ）においては、充填ノズルを充填口近傍まで前進させ
た際に係合杆が開閉ハンドルと充填口上縁部の間の間隙
部分に挿入されるよう充填ノズルを位置させ、次いで進
退駆動部の作動で充填ノズルを充填口近傍まで前進させ
て係合杆を開閉ハンドルと充填口上縁部の間の間隙部分
に位置せしめ、しかる後第二昇降動作（高さ方向微調
整）を行って係合杆を充填口上縁部に当接させて充填ノ
ズルと充填口の高さ方向の位置合せをなすようになる。
この場合、充填ノズル先端からの係合杆の突出寸法や、
昇降動作中における係合杆と開閉ハンドルとの位置関係
に高い精度が要求されず、比較的容易に実施可能である
という利点がある。

【００１３】即ち、本発明は請求項１に記載のように、
充填場に載置されたガス容器を正立状に保持するセンタ
リング手段と、ガス容器の開閉ハンドルの高さを検出す
る第一検出手段と、ガス容器の充填口の向きを検出する
第二検出手段と、充填口に接続して所定量のガスを充填
する充填ノズルと、前記第二検出手段からの検出情報に
基いて充填ノズルを回転させ充填口に対する水平方向の
位置合せを行う回転駆動部と、前記第一検出手段からの
検出情報に基いて充填ノズルを昇降させ充填口に対する
高さ方向の大まかな位置合せを行う第一昇降駆動部と、
第一昇降駆動部による大まかな高さ位置合せがなされた
充填ノズルを充填口近傍まで揺動せしめる進退駆動部
と、充填ノズルの上部に配され充填ノズルの軸芯が充填
口中心とほぼ一致する時に充填口上縁部に当接して充填
ノズルの下降を規制する係合杆と、前記第一昇降駆動部
により大まかな位置合せがなされ進退駆動部により充填
口近傍に前進せしめた充填ノズルをさらに下降させ、係
合杆を充填口上縁部に当接させて充填口に対する充填ノ
ズルの高さ方向微調整を行う第二昇降駆動部と、を備え
てなるガス充填装置である。

【００１４】而して、本発明によれば、充填場に載置さ
れたガス容器の開閉ハンドルの高さを第一検出手段によ
って検出し、その検出情報に基いて充填ノズルと充填口
の大まかな高さ方向位置合せを行い、その後、充填ノズ
ルをさらに下降させ係合杆を充填口上縁部に当接させて
充填ノズルと充填口の高さ方向微調整を行う。よって、
ガス容器毎にばらつきが生じやすい開閉ハンドル高さを
第一の基準面としこれに基いて充填ノズルと充填口の大
まかな高さ方向位置合せを行い、ガス容器毎のばらつき
がほとんど生じない充填口外周縁を第二の基準面として
充填ノズルと充填口の高さ方向位置合せの微調整を行う
ので、充填ノズルを充填口に精度良く自動接続すること
が可能になる。また、前記大まかな位置合せは検出手段
で検出した開閉ハンドルの高さ情報に基いて昇降駆動部
を作動させるという既存の手段（従来装置においても用
いられていた手段）によっても行い得るので、前記微調
整を行うための手段を新たに必要とし、該手段は、前記
大まかな位置合せがなされた充填ノズルをさらに下降さ
せるもので前記既存の手段でも兼用可能な昇降駆動部
と、該昇降駆動部による充填ノズルの下降を規制するも
のでノズル上部に配した係合杆という極めて簡単な構成
の追加で済む。従って、充填口と充填ノズルの高さ方向
の位置合せを簡単な構造で正確に行って、充填ノズルを
充填口に精度良く自動接続することができるガス充填装
置を提供するという前述の課題を達成することが出来
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１に示す装置Ａは、充填場Ｂにて正立状態に保
持した容器Ｃの充填口Ｄ2 の高さと方向を検出し、その
検出情報に基いて充填ノズル１を昇降及び回転させて充
填口Ｄ2 に対する高さ方向と水平方向の位置合せを自動
的に行い、さらに充填ノズル１を充填口Ｄ2 に自動接続
して所定量のＬＰガス等を充填するよう構成した全自動
型のガス充填装置である。

【００１６】容器Ｃは、容器本体Ｃ1 の頂部に開閉バル
ブＤを備えた周知のＬＰガス容器で、通常、容量５０ｋ
ｇ程度から１０ｋｇ程度のものまで数種存在する。開閉
バルブＤは、略円筒状のバルブ本体Ｄ1 周面の正面側と
背面側に、充填口Ｄ2 と安全弁Ｄ3 とを各々背向状に突
設し、且つバルブ本体Ｄ1 の上端には充填口Ｄ2 を開閉
する開閉ハンドルＤ4 を螺動進退可能に螺着してなる。
バルブ本体Ｄ1 と開閉ハンドルＤ4 は、容器の軸芯Ｃ’
に対して同芯状に配設される（図５参照）。充填口Ｄ2
は、容器Ｃにガスを充填する際の充填口としての機能
と、容器Ｃ内のガスを供給（放出）する際の供給口とし
ての機能を兼ねるもので、一般家庭や商店等のユーザー
先にて使用する際等にガス管を接続するためその口径寸
法は規定されており、よって充填口中心Ｐ1 から外周縁
までの寸法Ｌは各種容器毎或いは各メーカー毎にばらつ
くことの無いほぼ一定のものになる（図５参照）。

【００１７】ガス充填装置Ａは、搬送コンベヤ等によっ
て自動的に或いは作業者が人為的に搬送して充填場Ｂに
載置された容器Ｃを、その軸芯Ｃ’が充填場Ｂに設定し
た基準芯Ｂ’に一致する状態で正立状に保持するセンタ
リング手段ａと、容器Ｃの開閉ハンドルＤ4 の高さを検
出する第一検出手段ｂ1 、容器Ｃの充填口Ｄ2 の向きを
検出する第二検出手段ｂ2 を備えたバルブ検出手段ｂ
と、充填口Ｄ2 に接続して所定量のガスを充填する充填
ノズル１と、第二検出手段ｂ2 からの検出情報に基いて
充填ノズル１を回転させ充填口Ｄ2 に対する水平方向の
位置合せを行う回転駆動部ｄと、第一検出手段ｂ1 から
の検出情報に基いて充填ノズル１を昇降させ充填口Ｄ2
に対する高さ方向の大まかな位置合せを行う第一昇降駆
動部ｆと、第一昇降駆動部ｆによる大まかな高さ位置合
せがなされた充填ノズル１を充填口Ｄ2 近傍まで揺動せ
しめる進退駆動部ｈと、充填ノズル１の上部に配され充
填ノズルの軸芯Ｐ2 が充填口中心Ｐ1 とほぼ一致する時
に充填口上縁部Ｄ2-2 に当接して充填ノズル１の下降を
規制する係合杆１９と、前記第一昇降駆動部ｆにより大
まかな位置合せがなされ進退駆動部ｈにより充填口Ｄ2
近傍に前進せしめた充填ノズル１をさらに下降させて高
さ方向微調整を行う第二昇降駆動部ｇと、を備え、第二
昇降駆動部ｇの作動により係合杆１９を充填口上縁部Ｄ
2-2 に当接させて充填ノズル１と充填口Ｄ2 の高さ方向
の位置合せを行うよう構成してある。

【００１８】バルブ検出手段ｂは図５〜図６に示すよう
に、センタリング手段ａで保持された容器Ｃの開閉バル
ブＤを上方から囲繞するカバー体２０を有し、このカバ
ー体２０を基準芯Ｂ’と同軸状に昇降動自在且つ回転自
在に支持すると共に、カバー体２０内に、第一検出手段
ｂ1 を構成する光センサー３０、第二検出手段ｂ2 を構
成する光センサー２１〜２３を配してなる。充填ノズル
１は、第一昇降駆動部ｆ，第二昇降駆動部ｇの作動で昇
降し、回転駆動部ｄの作動で基準芯Ｂ’を中心にカバー
体２０と一体に回転し、進退駆動部ｈの作動で前後揺動
するガス充填器ｃに配され、該充填器ｃと一体に昇降，
回転，進退して、前述の如く充填口Ｄ2 に対する位置合
せがなされる。またガス充填装置Ａは、センタリング手
段ａで保持された容器Ｃの開閉ハンドルＤ4 を正逆方向
に回転させて充填口Ｄ2 を開閉するバルブ開閉手段ｅ、
バルブ開閉手段ｅの開閉ヘッド２５を昇降及び回転駆動
させるヘッド駆動部ｉ、カバー体２０を昇降させるカバ
ー昇降手段ｊ等を備え、前記各構成要素ａ〜ｊは機枠ｋ
に装備される。

【００１９】さらに上記各構成要素ａ〜ｊは不図示の制
御部に電気的に連絡してその作動を適時に制御され、充
填場Ｂに搬入された容器Ｃをセンタリング手段ａで保持
した後、開閉バルブＤをカバー体２０で囲繞し、充填口
Ｄ2 に対する充填ノズル１の大まかな高さ位置合せと水
平方向の位置合せを行い、その後カバー体２０が上昇す
ると共にガス充填器ｃが揺動して充填ノズル１が充填口
Ｄ2 近傍位置まで前進し、次いで充填ノズル１の高さ方
向微調整を行った後に充填口Ｄ2 に接続させ、しかる後
バルブ開閉手段ｅが充填口Ｄ2 を開いてガス充填器ｃに
よるガス充填を行い、定量充填後にバルブ開閉手段ｅが
充填口Ｄ2 を閉じると共にガス充填器ｃが後退して充填
ノズル１が充填口Ｄ2 から離間し、さらにセンタリング
手段ａによる容器Ｃの保持を解除するまでの作業を自動
的に遂行するよう構成する。

【００２０】機枠ｋは充填場Ｂの後方に立設され、その
上縁部に第一昇降駆動部ｆを移動不能に設置する一方、
充填場Ｂと正対する面にはガイドレール２ａ，２ｂを縦
設して、回転駆動部ｄを上下摺動可能に支承する。回転
駆動部ｄは第一昇降駆動部ｆにより機枠ｋ上部にて昇降
動自在に支持される。回転駆動部ｄの下面側には支持基
板３が支持され、該支持基板３の下面側にバルブ検出手
段ｂ，ガス充填器ｃ，バルブ開閉手段ｅ，第二昇降駆動
部ｇ，進退駆動部ｈ，ヘッド駆動部ｉ，カバー昇降手段
ｊが装備される。また機枠ｋ下部にはセンタリング手段
ａが配設される。

【００２１】第一昇降駆動部ｆは、不図示のモータの駆
動によって正逆方向に回転する滑車４を複数備え、前記
モータを適宜に駆動させて夫々の滑車４に巻回したチェ
ーン５の繰出し量を調整し、これにより支持基板３及び
及び後述する上側クランプ７が昇降動して、バルブ検出
手段ｂ，ガス充填器ｃ，バルブ開閉手段ｅ，上側クラン
プ７を、充填場Ｂに載置された容器Ｃの大きさに対応す
る所定高さ位置にて支持し、さらに第一検出手段ｂ1 か
らの検出情報、即ちクランプ手段ａで保持された容器Ｃ
の開閉ハンドルＤ4 の高さ情報に基き、ガス充填器ｃ
（充填ノズル１）を、容器Ｃの充填口Ｄ2 に対する大ま
かな高さ位置にて支持するよう構成する。

【００２２】センタリング手段ａは、シリンダ等の駆動
部８の駆動で接近して容器Ｃの外周面を両側から挟む一
対のアーム９ａ，９ｂを備えた上下のクランプ６，７か
らなり、下側クランプ６は機枠ｋの下端に固定され、上
側クランプ７は容器Ｃの大きさに対応して第一昇降駆動
部ｆの駆動により昇降動する。そうして、充填場Ｂに設
置された容器Ｃをアーム９ａ，９ｂでクランプし、該容
器の軸芯Ｃ’を同充填場Ｂに設定された基準芯Ｂ’に一
致させた状態で正立状に保持するよう構成する。

【００２３】回転駆動部ｄは、第一昇降駆動部ｆの駆動
により昇降するケーシング１０の下面に、基準芯Ｂ’を
中心に回転する回転軸１１と、該回転軸１１を回転させ
るモータ１２を有し、回転軸１１の下端には上記支持基
板３を固定してなる。そうして、第二検出手段ｂ2 から
の検出情報に基く制御部からの指令でモータ１２が正逆
方向へ駆動し、これにより回転軸１１と支持基板３が基
準芯Ｂ’を中心に３６０゜以上の範囲で正逆方向に回転
するに伴い、カバー体２０が基準芯Ｂ’と同芯状に正逆
方向へ回転し、且つ充填ノズル１（ガス充填器ｃ）が基
準芯Ｂ’を中心にカバー体２０と一体に正逆方向へ回転
して、充填口Ｄ2 に対する充填ノズル１の水平方向の位
置合せがなされるよう構成する。

【００２４】支持基板３の長手方向一端側には支軸１３
によって支持枠１６を揺動自在に支持し、該支持枠１６
の下端にガス充填器ｃを配設して、回転駆動部ｄの駆動
で支持枠１６が回転するに伴いガス充填器ｃ（充填ノズ
ル１）が前述のごとく回転し、且つ支持枠１６の揺動に
伴いガス充填器ｃが前後進退して、充填口Ｄ2 に対して
充填ノズル１が接近，離間するよう構成する。また支持
基板３の下方には上側取付板１４を支持し、該取付板１
４上に進退駆動部ｈを設置する。また上側取付板１４の
下方には下側取付板１５を支持し、該取付板１５上に、
カバー体２０を昇降させるカバー昇降手段ｊと、バルブ
開閉ヘッド２５を昇降及び回転駆動させるヘッド駆動部
ｉとを設置する。

【００２５】バルブ開閉手段ｅは、開閉ハンドルＤ4 に
上方から係合可能なカバー状のバルブ開閉ヘッド２５
と、該開閉ヘッド２５を昇降及び回転駆動させるヘッド
駆動部ｉを備え、センタリング手段ａで保持された容器
Ｃの開閉バルブＤ直上位置にて、その軸芯を基準芯Ｂ’
に一致せしめて開閉ヘッド２５を昇降自在且つ回転自在
に支持し、該開閉ヘッド２５を、ヘッド駆動部ｉの昇降
駆動機構２６で下降させて開閉ハンドルＤ4 に係合さ
せ、さらにヘッド駆動部ｉの回転駆動機構２７の駆動に
より正逆方向に駆動回転して、開閉ハンドルＤ4 を開閉
方向に回転させるようになっている。ヘッド駆動部ｉは
この種技術分野で通常用いられる構造が採用されるが、
本例では昇降駆動機構２６を駆動シリンダで構成すると
共に、回転駆動機構２７はモータの駆動でラックを水平
方向へ摺動させ、これに係合するピニオンを開閉ヘッド
２５の支軸に配設した構成を採用する。

【００２６】以下、本発明の要旨である、充填口Ｄ2 に
対する充填ノズル１の位置合せに係る部分について詳述
する。バルブ検出手段ｂは図５〜図６に示すように、ク
ランプ手段ａで保持された容器Ｃの開閉バルブＤを囲繞
するカバー体２０内に、前記開閉バルブＤの開閉ハンド
ルＤ4 の高さを検出する第一検出部ｂ1 と、前記容器Ｃ
の充填口Ｄ2 の向きを検出する第二検出手段ｂ2 とを備
えてなる。カバー体２０は、開閉バルブＤの側周を囲繞
可能で且つ上下面を開口する円筒体からなり、その上縁
部にカバー昇降手段ｊを構成する駆動シリンダ２４のロ
ッド２４ａを固定して、センタリング手段ａで保持され
た容器Ｃの開閉バルブＤ直上位置にて、その軸芯が基準
芯Ｂ’に一致するよう駆動シリンダ２４で昇降動自在に
支持され、下降位置にて開閉バルブＤを囲繞するように
なっている。またカバー体２０は、駆動シリンダ２４，
下側取付板１５，上側取付板１４を介して支持基板３に
支持され、回転駆動部ｄの駆動により基準芯Ｂ’と同芯
状に３６０゜以上の範囲で正逆方向へ回転するようにな
っている。

【００２７】第一検出手段ｂ1 は図６中に示すように、
開閉ハンドルＤ4 を横切る方向に投射する光センサー３
０をカバー体２０内に配したもので、第一昇降駆動部ｆ
の作動でカバー体２０と一体に下降し、開閉ハンドルＤ
4 により投光が遮られた時に停止指令を発するよう構成
する。また、第一検出手段ｂ1 から停止指令が発せられ
ると、第一昇降駆動部ｆの作動が停止し、バルブ検出手
段ｂ，ガス充填器ｃ（充填ノズル１），バルブ開閉手段
ｅ，上側クランプ７が、充填場Ｂに載置された容器Ｃの
大きさに対応する所定高さ位置、充填ノズル１にあって
は前記容器Ｃの充填口Ｄ2 に対する大まかな高さ位置に
て支持するよう構成する。尚、本例において充填口Ｄ2
に対する充填ノズル１の大まかな高さ位置合せは、図１
に示すように、充填ノズル１が充填口Ｄ2 から離間する
後退位置にある状態で行われ、詳しくは、前記後退位置
にある充填ノズル１を、同ノズル１が進退駆動部ｈの作
動で充填口Ｄ2 近傍まで揺動前進した際に、ノズル先端
部１ａが充填口Ｄ2 の手前にあり、且つノズル軸芯Ｐ2
が充填口中心Ｐ1 の若干上方にあり、さらに係合杆１９
が開閉ハンドルＤ4 と充填口上縁部Ｄ2-2 の間の間隙部
分に挿入される高さに位置せしめることをいう。

【００２８】第二検出手段ｂ2 は図６中に示すように、
開閉バルブＤの両側部を投射する第１，第２光センサー
２１，２２と、開閉バルブＤを横切る方向に投射する第
３光センサー２３とをカバー体２０内に配し、それら各
センサー２１〜２３の検出信号に基く制御部からの指令
で回転駆動部ｄの作動が制御され、カバー体２０とガス
充填器ｃ（充填ノズル１）とが一体に正逆方向に回転し
て、充填口Ｄ2 に対する充填ノズル１の水平方向の位置
合せがなされるように構成する。

【００２９】上記夫々の光センサー２１，２２，２３，
３０は、各々対向状に設置される投光部２１ａ，２２
ａ，２３ａ，３０ａと受光部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，
３０ｂとを備えた周知の光型センサーからなる。

【００３０】尚、上記第二検出手段ｂ2 による充填口Ｄ
2 方向の検出方法は、この種技術分野において公知の方
法若しくは本出願人による先出願の各種方法が採用出来
るが、本例では特願平７−３４２９４８号に開示される
検出方法を採用する。該検出方法については図１０〜図
２１を参照して後に詳述する。

【００３１】ガス充填器ｃは、上記支軸１３によって前
後揺動自在に支持された支持枠１６の下端部位に、充填
ノズル１が基準芯Ｂ’方向に向くよう設置される。支持
枠１６は、その中高部位に進退駆動部（本例では駆動シ
リンダ）ｈのロッド１７先端を回転自在に連結し、進退
駆動部ｈの伸動により後方へ揺動してガス充填器ｃが後
退し充填ノズル１が充填口Ｄ2 から離間する後退位置
と、進退駆動部ｈの縮動により前方へ揺動してガス充填
器ｃが前進し充填ノズル１が充填口Ｄ2 近傍に接近する
前進位置とにわたって進退（前後揺動）するよう構成す
る。

【００３２】また支持枠１６の下端側には図２〜図４に
示すように、上記ロッド１７とほぼ直交する方向へ前後
の軸４０を架設し、それら両軸４０によってブロック４
１を、軸方向（水平方向）へは摺動するが上下方向へは
移動不能に支持すると共に、各軸４０におけるブロック
４１と支持枠側板１６ａとの間には、ブロック４１の平
衡を保つバネ４２を装填する。上記ブロック４１の下面
には取付軸４３を垂設し、その取付軸４３の外周には、
リニアベアリング４４及び該ベアリング４４を上方へ付
勢するバネ４５を配し、さらに前記ベアリング４４に係
合する金具４６によって取付筒４７を昇降自在に支持す
る。取付軸４７の下端には、シリンダブロック４８をビ
ス等により一体に固定し、該ブロック４８の前面部位に
充填ノズル１を前後進退可能に配設すると共に、係合杆
１９を移動不能に設置する。シリンダブロック４８内に
は充填ノズル１を水平方向へ進退させる駆動シリンダが
配され、該シリンダの伸動，縮動により充填ノズル１が
進退して充填口Ｄ2に対する接続，離脱がなされるよう
になる。

【００３３】また充填ノズル１の左右両側には、前記シ
リンダの伸動による充填ノズル１の前進に伴い閉動して
バルブ本体Ｄ1 の充填口Ｄ2 下部を抱着し、同シリンダ
の縮動による充填ノズル１の後退に伴い開動するクラン
プ１８，１８を設ける。尚、開閉バルブＤの充填口Ｄ2
はその口縁内周をテーパ面Ｄ2-1 とし、上記クランプ１
８，１８によるバルブ本体Ｄ1 の抱着、前記テーパ面Ｄ
2-1 によるノズル先端のガイド、上記バネ４２によるブ
ロック４１（ガス充填器ｃ）の水平方向への摺動によ
り、充填口Ｄ2 に対する充填ノズル１の水平方向の位置
合せがなされたときに生じる充填ノズル１と充填口Ｄ2
間の位置合せ誤差ｓを吸収できるよう構成する。

【００３４】上記取付軸４７の外側には、第二昇降駆動
部ｇを構成する駆動シリンダの本体４９を固定し、その
シリンダロッド５０が上記ブロック４１の下面に当接す
るよう配設して、第二昇降駆動部ｇの作動によるシリン
ダロッド５０の伸張によってガス充填器ｃが下方へ押し
下げられ、充填ノズル１が下降するよう構成する。

【００３５】係合杆１９は、その先端部を充填ノズル１
の先端から所定量突出せしめて充填ノズル１上方にて移
動不能に支持されており、進退駆動部ｈの作動で充填口
Ｄ2近傍まで前進した充填ノズル１を、第二昇降駆動部
ｇの作動で下降させた時に充填口上縁部Ｄ2-2 に当接係
合して充填ノズル１の下降を規制し、ノズル軸芯Ｐ2を
充填口中心Ｐ1 にほぼ一致させる。係合杆１９の先端下
縁部１９ａは、進退駆動部ｇの作動で充填ノズル１が揺
動前進する際に充填口Ｄ2 口縁に当接することがないよ
う、図示のようなテーパ状に形成する。

【００３６】そうして、容器Ｃの開閉ハンドルＤ4 の高
さを光センサ３０によって検出し、その検出情報に基き
第一昇降駆動部ｆの作動を制御して、充填ノズル１と充
填口Ｄ2 の大まかな高さ方向位置合せ、詳しくは、充填
口Ｄ2 から離間する後退位置（図１の位置）にある充填
ノズル１を、同ノズル１が進退駆動部ｈの作動で充填口
Ｄ2 近傍まで揺動前進した際に、ノズル軸芯Ｐ2 が充填
口中心Ｐ1 の若干上方にあり、且つ係合杆１９が開閉ハ
ンドルＤ4 と充填口上縁部Ｄ2-2 の間の間隙部分に挿入
される高さに位置せしめる。

【００３７】その後、進退駆動部ｈの作動で支持枠１６
を前方へ揺動させて充填ノズル１を充填口Ｄ2 近傍まで
揺動前進せしめる。この時、充填ノズル１は、その先端
部１ａが充填口Ｄ2 の手前にあり、且つノズル軸芯Ｐ2
が充填口中心Ｐ1 の若干上方にあり、さらに係合杆１９
は、開閉ハンドルＤ4 と充填口上縁部Ｄ2-2 の間の間隙
部分に挿入される。（図２，図７参照）。次いで、第二
昇降駆動部ｇの作動で充填ノズル１をさらに下降させ、
係合杆１９を充填口上縁部Ｄ2-2 に当接させてノズル軸
芯Ｐ2 と充填口中心Ｐ1 とをほぼ一致せしめ、充填ノズ
ル１と充填口Ｄ2 の高さ方向微調整を行う（図３，図８
参照）。しかる後、シリンダブロック４８内のシリンダ
の駆動で充填ノズル１を前進させて充填口Ｄ2 に自動接
続する（図９参照）。

【００３８】以上のように、容器Ｃ毎にばらつきが生じ
やすい開閉ハンドルＤ4 高さを第一の基準面としこれに
基いて充填ノズル１と充填口Ｄ2 の大まかな高さ方向位
置合せを行い、容器Ｃ毎のばらつきがほとんど生じない
充填口上縁部Ｄ2-2 を第二の基準面として充填ノズル１
と充填口Ｄ2 の高さ方向位置合せの微調整を行うので、
充填ノズル１を充填口Ｄ2 に精度良く自動接続すること
が可能になる。従って、充填口Ｄ2 に対する充填ノズル
１の接続が適正になされ、しかも充填口Ｄ2 内周の雌ネ
ジ部Ｄ2-3 にノズル先端のパッキン１ｂが当たって損傷
若しくは脱落しガス漏れが発生するような不具合が発生
する虞れも無く、装置の稼働率、ガス充填の作業効率、
安全性を向上させると共に、ガス充填工場の少人化，無
人化を促進させることが可能になる。

【００３９】また、充填ノズル１の大まかな高さ方向位
置合せは、光センサー等を用いた検出手段で検出した開
閉ハンドルＤ4 の高さ情報に基いて昇降駆動部を作動さ
せるという既存の手段（従来装置においても用いられて
いた手段）によって行い得るものである。よって、充填
ノズル１の高さ方向微調整を行うための手段のみを新た
に必要とし、該手段は、前記大まかな位置合せがなされ
た充填ノズル１をさらに下降させるもので、本例では新
設した第二昇降駆動部ｇからなるが、前記既存の手段で
も兼用可能な昇降駆動部と、該昇降駆動部による充填ノ
ズル１の下降を規制するものでノズル上部に配した係合
杆１９という極めて簡単な構成の追加で済む。

【００４０】以下、本例で採用する、第二検出手段ｂ2
からの検出情報に基く充填口Ｄ2 に対する充填ノズル１
の水平方向の位置合せ方法を、図１０〜図２１を参照し
て詳述する。尚、図中に示す充填ノズル１は充填口Ｄ2
に対する水平方向の位置関係を示すための仮想位置であ
り、実際の水平方向位置合せは図１に示す後退位置にて
行われる。

【００４１】まず、図１０〜図１８に示す第一例につい
て説明する。第１，第２光センサー２１，２２は、開閉
バルブＤの両側部を投射し且つ充填口Ｄ2 又は安全弁Ｄ
3 で投射を遮られる高さにて平行に配設する。また第
１，第２光センサー２１，２２は、投光部２１ａ，２２
ａからの投射が充填口Ｄ2 又は安全弁Ｄ3 で遮られずに
受光部２１ｂ，２２ｂが受光する状態を検出ＯＮ状態、
前記投射が充填口Ｄ2 又は安全弁Ｄ3 で遮られ受光部２
１ｂ，２２ｂが受光しない状態を検出ＯＦＦ状態とし
て、夫々制御部に送る。ここで、第１，第２光センサー
２１，２２各々の検出ＯＮは、充填口中心Ｐ1に対する
ノズル軸芯Ｐ2 の水平方向のずれ（誤差ｓ）がクランプ
１８，１８の作動，ブロック４１（ガス充填器ｃ）の水
平方向への摺動等で吸収され、充填口Ｄ2 に対する充填
ノズル１の接続を確実に行い得る範囲（後述するθ）内
にあるか若しくは該範囲θを若干外れる状態を検出する
よう設定し、同検出ＯＦＦは、前記範囲θ外にある状態
を検出するよう設定する。尚、第１，第２光センサー２
１，２２の両者が同時に検出ＯＮ状態なった場合は、何
れか一方の検出信号を優先するよう構成する。

【００４２】第３光センサー２３は、充填口Ｄ2 が充填
ノズル１側にあることを検出するべく、第１，第２光セ
ンサー２１，２２の光軸とほぼ直角に交叉して開閉バル
ブＤを横切る方向に投射し、且つ安全弁Ｄ3 では投射を
遮られないが充填口Ｄ2 で投射を遮られる高さに配設す
る。また第３光センサー２３は、投光部２３ａからの投
射が充填口Ｄ2 で遮られて受光部２３ｂが受光しない状
態（充填口Ｄ2 が充填ノズル１側にある状態）を検出Ｏ
Ｎ状態、投光部２３ａからの投射が充填口Ｄ2で遮られ
ずに受光部２３ｂが受光する状態（充填口Ｄ2 が充填ノ
ズル１側にない状態）を検出ＯＦＦ状態として、夫々制
御部に送る。そうして、充填口Ｄ2 に対する充填バルブ
１の水平方向の位置合せがなされたときに、充填ノズル
の軸芯Ｐ2 と充填口の中心Ｐ1 間に多少の誤差ｓが生じ
ていても、該誤差ｓが予め設定された範囲（基準芯Ｂ’
を中心とする角度θ）内であれば、充填ノズル１の前進
に伴いクランプ１８，１８が閉動して開閉バルブＤを抱
着し、且つ前記テーパ面Ｄ2-1 をガイドとして、充填ノ
ズル１と充填口Ｄ2 とがほぼ正対するようガス充填器ｃ
が水平方向へ若干摺動して前記誤差ｓを吸収し、充填口
Ｄ2 に対する充填ノズル１の接続を確実に行い得るよう
構成する。

【００４３】ガス充填器ｃは、前記充填ノズル１が、上
記第１，第２光センサー２１，２２の両光軸に対してほ
ぼ平行で、且つ両光軸間に位置すると共に、上記第３光
センサー２３を設ける側に位置するよう配設することは
云うまでもない。また上述したように、充填口Ｄ2 の口
縁内周はテーパ面Ｄ2-1 とし、上記クランプ１８，１８
によるバルブ本体Ｄ1 の抱着、前記テーパ面Ｄ2-1 によ
るノズル先端のガイド、上記バネ４２によるブロック４
１（ガス充填器ｃ）の水平方向への摺動により、充填口
Ｄ2 に対する充填ノズル１の水平方向の位置合せがなさ
れたときに生じる充填ノズル１と充填口Ｄ2 間の位置合
せ誤差ｓを吸収できるよう構成する。

【００４４】以上の構成によれば、上記第１，第２光セ
ンサー２１，２２のいずれか一方が検出ＯＮにあり且つ
第３光センサー２３が検出ＯＮにあるとき、充填ノズル
１が充填口Ｄ2 に対して接続可能な範囲内で且つ充填口
Ｄ2 が充填ノズル１側にあり、この状態でガス充填器ｃ
を前方へ揺動させ、さらに充填ノズル１を前進させれ
ば、クランプ１８，１８の作動により上記位置合せ誤差
ｓを吸収して、充填口Ｄ2 に対する充填ノズル１の接続
がなされる。しかし乍ら図１５のように、基準芯Ｂ’に
対する容器軸芯Ｃ’のずれが大きく充填口中心Ｐ1 とノ
ズル軸芯Ｐ2 間の誤差ｓが大きい場合、クランプ１８等
による誤差吸収が難しく充填口Ｄ2 に対する充填ノズル
１の接続精度が低下する虞れがある。

【００４５】よって本例では、上記制御部の指令により
回転駆動部ｄを作動させ、カバー体２０と充填ノズル１
を正転方向（図１１〜図１７において時計回り方向）へ
向けて回転させ、第３光センサー２３が検出ＯＮになっ
た後に第１又は第２光センサー２１，２２のどちらか一
方が検出ＯＮになり、しかる後該第１又は第２光センサ
ー２１，２２のどちらか一方による検出がＯＦＦになっ
たときにその回転を停止させる。さらに制御部では、前
記第３光センサー２３が検出ＯＮになった後に第１又は
第２光センサー２１，２２のどちらか一方が検出ＯＮに
なった時点から、該第１又は第２光センサー２１，２２
のどちらか一方による検出がＯＦＦになるまでの範囲θ
1 、換言すればバルブ検出手段ｂが判断した充填口Ｄ2
に対して充填ノズル１を接続可能な範囲θ1 を充填ノズ
ル１の回転量に換算して計測すると共に、該計測値（ノ
ズル回転量）θ1 が上記クランプ１８，１８等による誤
差吸収可能範囲θより大きいか小さいかを比較し、大き
い場合は前記計測値θ1 の１／２を演算し、該演算値
（ノズル逆転量）θ2 だけ充填ノズル１を逆転方向（図
１１〜図１７において反時計回り方向）へ向けて回転さ
せて、充填ノズル１と充填口Ｄ2 の位置合せを行うよう
にする。また前記計測値θ1 が上記クランプ１８，１８
等による誤差吸収可能範囲θより小さい場合は、前記演
算を行わずに充填ノズル１を逆転させ、前記第１又は第
２光センサー２１，２２のどちらか一方による検出がＯ
Ｎになる位置で該逆転を停止して、充填ノズル１と充填
口Ｄ2 の位置合せを行うように構成する（図１８参
照）。

【００４６】以下、制御部からの指令で上記各構成要素
ａ〜ｊの作動を適宜に制御することによる本例のガス充
填装置Ａの作動について述べる。搬送コンベヤ等によっ
て自動的に或いは作業者が人為的に搬入して容器Ｃが充
填場Ｂに載置されると、第一昇降駆動部ｆが作動してバ
ルブ検出手段ｂ，ガス充填器ｃ，バルブ開閉手段ｅ，上
側クランプ７が、前記容器Ｃの大きさに対応する所定高
さ位置にて支持され、その後センタリング手段ａが作動
してその容器Ｃを正立状態で保持すると共に容器軸芯
Ｃ’を基準芯Ｂ’に一致させる。次いでカバー昇降手段
ｊの作動でカバー体２０が下降して開閉バルブＤを囲繞
し、第一検出手段ｂ1 によって開閉ハンドルＤ4 の高さ
を検出し、該検出情報に基く第一昇降駆動部ｆの作動
で、充填口Ｄ2 に対する充填ノズル１の大まかな高さ位
置合せを行う。前記大まかな高さ方向位置合せに前後し
て、充填口Ｄ2 に対する充填ノズル１の水平方向の位置
合せを、以下のように行う。

【００４７】まず図１２〜図１３のように、容器軸芯
Ｃ’が基準芯Ｂ’と一致しているか若しくはそのずれが
比較的小さい場合について説明すれば、開閉バルブＤを
カバー体２０で囲繞した状態で、回転駆動部ｄの駆動で
カバー体２０と充填ノズル１が一体に正転し、第３光セ
ンサー２３が検出ＯＮになった後に第１又は第２光セン
サー２１，２２のどちらか一方、ここでは第２光センサ
ー２２が検出ＯＮになり（図１２の状態）、しかる後該
第２光センサー２２の検出がＯＦＦになったとき（図１
３の状態）にその回転を停止させる。さらに制御部で
は、前記第３光センサー２３が検出ＯＮになった後に第
２光センサー２２が検出ＯＮになった時点（図１２の時
点）から、該第２光センサー２２による検出がＯＦＦに
なる時点（図１３の時点）までの範囲、即ちバルブ検出
手段ｂが判断した充填口Ｄ2 に対して充填ノズル１を接
続可能な範囲θ1 を充填ノズル１の回転量に換算して計
測すると共に、該計測値（ノズル回転量）θ1 が前述し
たクランプ１８等による誤差吸収可能範囲θより大きい
か小さいかを比較する。該例では、容器軸芯Ｃ’が基準
芯Ｂ’と一致しているため計測値θ1 は前記誤差吸収可
能範囲θより小さく、よってこの場合は、第３光センサ
ー２３が検出ＯＮになった後に第２光センサー２２によ
る検出がＯＮになった位置（図１２の位置）にて充填口
Ｄ2 に対する充填ノズル１の接続が確実になされるの
で、回転駆動部ｄの駆動でカバー体２０と充填ノズル１
を逆転させて前記図１２の位置で該逆転を停止し、該停
止位置にて充填ノズル１と充填口Ｄ2 の位置合せがなさ
れる。尚、基準芯Ｂ’に対する容器軸芯Ｃ’のずれが比
較的小さい場合も同様にして充填ノズル１と充填口Ｄ2
の位置合せがなされることは云うまでもない。

【００４８】次に図１４〜図１７のように、容器軸芯
Ｃ’が基準芯Ｂ’に対して大きくずれている場合につい
て説明すれば、開閉バルブＤをカバー体２０で囲繞した
後、回転駆動部ｄの駆動でカバー体２０と充填ノズル１
が一体に正転し、第３光センサー２３が検出ＯＮになっ
た（図１４の状態）後に第１又は第２光センサー２１，
２２のどちらか一方、ここでは第２光センサー２２が検
出ＯＮになり（図１５の状態）、しかる後該第２光セン
サー２２の検出がＯＦＦになったとき（図１６の状態）
にその回転を停止させる。さらに制御部では、前記第３
光センサー２３が検出ＯＮになった後に第２光センサー
２２が検出ＯＮになった時点（図１５の時点）から、該
第２光センサー２２による検出がＯＦＦになる時点（図
１６の時点）までの範囲、即ちバルブ検出手段ｂが判断
した充填口Ｄ2 に対して充填ノズル１を接続可能な範囲
θ1 を充填ノズル１の回転量に換算して計測すると共
に、該計測値（ノズル回転量）θ1 が前述した誤差吸収
可能範囲θより大きいか小さいかを比較する。該例で
は、容器軸芯Ｃ’が基準芯Ｂ’に対して大きくずれてい
るため計測値θ1 は前記誤差吸収可能範囲θより大き
く、よってこの場合は、制御部において計測値θ1 の１
／２を演算し、回転駆動部ｄの駆動でカバー体２０と充
填ノズル１を前記演算値θ2 だけ逆転させてその回転を
停止し、該停止位置（図１７の位置）にて充填ノズル１
と充填口Ｄ2 の位置合せがなされる。

【００４９】以上のようにして充填ノズル１と充填口Ｄ
2 の水平方向の位置合せがなされると、カバー昇降手段
ｊの作動でカバー体２０が上昇し、次いで進退駆動部ｈ
の作動でガス充填器ｃが揺動前進して、充填ノズル１が
充填口Ｄ2 近傍に位置する。この時、充填ノズル１は、
ノズル先端部１ａが充填口Ｄ2 の手前にあり、且つノズ
ル軸芯Ｐ2 が充填口中心Ｐ1 の若干上方にあり、さらに
係合杆１９が開閉ハンドルＤ4 と充填口上縁部Ｄ2-2 の
間の間隙部分に挿入される高さに位置する（図７参
照）。

【００５０】この状態から、第二昇降駆動部ｇの作動で
充填ノズル１をさらに下降させ、係合杆１９を充填口上
縁部Ｄ2-2 に当接させてノズル軸芯Ｐ2 と充填口中心Ｐ
1 とをほぼ一致せしめ、充填ノズル１と充填口Ｄ2 の高
さ方向微調整を行う（図８参照）。しかる後、シリンダ
ブロック４８内のシリンダの駆動で充填ノズル１を前進
させて充填口Ｄ2 に自動接続する（図９参照）。

【００５１】また充填ノズル１を充填口Ｄ2 に接続する
に際して、両者の水平方向の位置合せに多少の誤差ｓが
生じていても、前述のようにして制御部による誤差修正
がなされているので、該誤差ｓはクランプ１８，１８の
作動やガス充填器ｃの水平方向への摺動等による吸収可
能範囲θに対して十分小さく、充填ノズル１の前進に伴
うクランプ１８，１８の閉動及びテーパ面Ｄ2-1 をガイ
ドとしたガス充填器ｃの摺動等により前記誤差ｓを確実
に吸収し得る。しかも充填ノズル１と充填口Ｄ2 の高さ
方向位置合せは上記の如く微調整がなされているので、
充填口Ｄ2 に対する充填ノズル210 の接続は極めて迅速
且つ適正に行われる。

【００５２】充填ノズル１が充填口Ｄ2 に接続すると、
昇降駆動機構２６の作動によりバルブ開閉ヘッド２５が
下降して開閉ハンドルＤ4 に係合し、その後回転駆動機
構２７の作動によりバルブ開閉ヘッド２５が所定方向に
回転して充填口Ｄ2 を開き、その状態でガス充填器ｃが
作動して容器Ｃにガスを流入充填する。所定量のガスが
充填されたことを検出するとガス充填が終了し、回転駆
動機構２７の作動によりバルブ開閉ヘッド２５が反転し
て充填口Ｄ2 を閉じ、昇降駆動機構２６の作動で同ヘッ
ド２５が上昇し、シリンダブロック４８内のシリンダの
駆動で充填ノズル１が後退すると共にクランプ１８，１
８が開動してノズル先端部１ａが充填口Ｄ2 から離間
し、しかる後進退駆動部ｈの作動でガス充填器ｃが後退
すると共に、センタリング手段ａによる容器Ｃのクラン
プを解除する。クランプを解除された容器Ｃは、搬送コ
ンベヤ等によって自動的に或いは作業者が人為的に搬出
して次工程へ搬送される。

【００５３】以上説明したように本例のガス充填装置Ａ
は、容器Ｃ毎のばらつきがほとんど生じない充填口上縁
部Ｄ2-2 を基準として充填ノズル１と充填口Ｄ2 の高さ
方向微調整を行うので、充填ノズル１を充填口Ｄ2 に精
度良く自動接続することが可能になる。さらに本例で
は、充填口Ｄ2 に対する充填ノズル１の水平方向の位置
合せにおいて、複数の光センサー２１〜２３からなる第
二検出手段ｂによって充填ノズル１を充填口Ｄ2 へ接続
可能な範囲θ1 を検出した後、該範囲θ1 が、クランプ
１８，１８の作動やガス充填器ｃの水平方向の摺動等に
よる誤差吸収可能範囲θより大きいか否かを比較し、大
きい場合は前記範囲θ1 の１／２を演算し、該演算値θ
2 だけ充填ノズル１を逆転させて、充填ノズル１を前記
誤差吸収可能範囲θ内に確実に位置せしめる手段を採用
する。よって、容器軸芯Ｃ’が基準芯Ｂ’からずれてお
り第１，第２光センサー２１，２２のどちらか一方しか
検知状態にならないとしても充填ノズル１と充填口Ｄ2
との位置合せを行い得、且つ該位置合せがなされた時の
充填ノズル１と充填口Ｄ2 間の誤差ｓを従来より小さな
ものとし、該誤差ｓをクランプ１８の作動，ガス充填器
ｃの摺動等により確実に吸収して、充填口Ｄ2 に対する
充填ノズル１の水平方向の位置合せ精度を向上すること
ができる。従って、高さ方向の位置合せ精度、水平方向
の位置合せ精度の双方が向上し、充填ノズルを充填口に
極めて精度良く迅速且つ適正に自動接続することがで
き、ガス充填作業における少人化，無人化を促進する上
で極めて有用である。

【００５４】さらに本例では、充填場Ｂに載置された容
器Ｃの開閉ハンドルＤ4 の高さを検出する第一検出手段
ｂ1 と、前記容器Ｃの充填口Ｄ2 の向きを検出する第二
検出手段ｂ2 とを、前記容器Ｃの開閉バルブＤを囲繞す
るカバー体２０内に設け、該カバー体２０の昇降，回動
により開閉ハンドルＤ4 の高さ検出並びに充填口Ｄ2の
向き検出を行うようにしたので、前記第一検出手段ｂ1
と第二検出手段ｂ2 とが各々別個の駆動手段により独立
して昇降若しくは回動するよう構成した場合に比べ構造
を簡略化でき、ガス充填装置Ａを低コストで提供し得る
等の利点を有する。

【００５５】図１９〜図２１は、本例で採用する、第二
検出手段ｂ2 からの検出情報に基く充填口Ｄ2 に対する
充填ノズル１の水平方向の位置合せ方法の第二例を表
す。この例では、上述した水平方向の位置合せ方法にお
ける充填ノズル１を、上記ノズル逆転量θ2 分予め偏位
せしめた位置に配設し、且つ上記制御部は、カバー体２
０の正転により、上記第３光センサー２３が検出ＯＮに
なった後に第１又は第２光センサー２１，２２のどちら
か一方が検出ＯＮになり、その後該第１又は第２光セン
サー２１，２２のどちらか一方による検出がＯＦＦにな
るまで充填ノズル１を正転させて充填ノズル１と充填口
Ｄ2 の位置合せを行うよう構成したことを特徴とする。
尚、前記充填ノズル１の配設箇所及び充填ノズル１と充
填口Ｄ2 の位置合せのための制御方法以外の各構成要素
やその作動等は、前述の説明と同様であり重複するため
ここでは省略する。

【００５６】この例における充填ノズル１の配設箇所に
ついて図１９〜図２１に基づき詳述すれば、第１〜第３
の各光センサー２１〜２３は上記例と同じ箇所に配設さ
れており、充填ノズル１を上記例同様に第１，第２光セ
ンサー２１，２２の光軸間に配したと仮定する。この場
合第二検出手段ｂ2 は、その仮定位置Ｐ2 ’を軸芯とし
て配した充填ノズルを充填口Ｄ2 に接続可能な範囲とし
て、カバー体２０の正転（図において時計回り方向）に
より、第３光センサー２３が検出ＯＮになった後に第１
又は第２光センサー２１，２２のどちらか一方、ここで
は第２光センサー２２が検出ＯＮになった時点から、該
第２光センサー２２による検出がＯＦＦになるまでの範
囲θ1 を検出する。この例では該範囲θ1 の最大値に対
する１／２の値を前記ノズル逆転量θ2 に設定し、前記
仮定位置Ｐ2 に対して該設定値θ2 分だけ、上記例にお
けるノズル逆転方向（図において反時計回り方向）へ偏
位した位置に正規の軸芯Ｐ2 を設定し、該位置に充填ノ
ズル１を配設するものである。

【００５７】以上の構成によれば、回転駆動部ｄの駆動
でカバー体２０と充填ノズル１が一体に正転し、第３光
センサー２３が検出ＯＮになった（図１９の状態）後に
第１又は第２光センサー２１，２２のどちらか一方、こ
こでは第２光センサー２２が検出ＯＮになり（図２０の
状態）、しかる後該第２光センサー２２の検出がＯＦＦ
になったとき（図２１の状態）にその回転を停止させれ
ば、該停止位置（図２１の位置）にて充填ノズル１と充
填口Ｄ2 の位置合せがなされる。この時、充填ノズル１
と充填口Ｄ2 との位置合せに多少の誤差ｓが生じている
が、前述したように充填ノズル１を上記ノズル逆転量θ
2 分予め偏位せしめた位置に配設したことから、上記例
の如く充填ノズル１を逆転させなくとも、前記誤差ｓは
クランプ１８の作動やガス充填器ｃの摺動等による吸収
可能範囲θに対して十分小さく、充填ノズル１の前進に
伴うクランプ１８，１８の閉動及びテーパ面Ｄ2-1 をガ
イドとしたガス充填器ｃの摺動により前記誤差ｓを確実
に吸収し、充填口Ｄ2 に対する充填ノズル210 の接続は
迅速且つ適正に行われる。

【００５８】この例によれば、充填ノズル１を上記ノズ
ル逆転量θ2 分予め偏位せしめた位置に配設したので、
充填ノズル１を逆転させる必要なく上記例と同程度の効
果が得られ、制御部の回路構成や回転駆動機構の構造が
簡略化出来る分、装置作製コストの低減等が期待出来
る。

【００５９】以上、搬送コンベヤや作業者によって搬入
される容器Ｃに所定量のガスを自動充填するガス充填装
置について説明したが、本発明はこれに限定されず、例
えば特開平６−２０１０９５号等に開示されるように、
ターンテーブルの上面周上に所定間隔ごとに配列した容
器載部に設置し該容器載部に順次搬入される容器に所定
量のガスを自動充填するガス充填装置としても対応可能
である。

【００６０】また、ガス充填装置Ａにおけるガス充填を
行うための構成も前述のものに限定されず、充填口Ｄ2
に対する充填ノズル１の接離をガス充填器ｃの水平方向
への進退動により行うタイプ、ガス充填器ｃを手動で進
退させて充填ノズル１を充填口Ｄ2 に接離させるセミオ
ートタイプ、さらに特公平７−９９２３８号に開示され
る如く固定されたカバー体２０と充填ノズル１に対して
容器Ｃを回転させるタイプ等、各種の構造に対応出来る
ことは云うまでもない。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ガス容器
毎にばらつきが生じやすい開閉ハンドルの高さに基いて
充填口に対する充填ノズルの大まかな高さ方向位置合せ
を行い、ガス容器毎のばらつきがほとんど生じない充填
口上縁部に基いて充填口に対する充填ノズルの高さ方向
微調整を行うので、充填ノズルを充填口に精度良く自動
接続することが可能になる。従って、充填ノズルを充填
口に適正に接続してＬＰガス等を迅速に充填することが
出来、充填ノズルの位置合せ誤差の発生に伴うノズル先
端のパッキンの損傷や脱落等の虞れも無いので、装置の
稼働率、ガス充填の作業効率，安全性を大幅に向上する
ことが出来る。また、上記大まかな位置合せは、従来装
置においても用いられていた既設の検出手段や昇降手段
によっても行い得、該大まかな位置合せがなされた充填
ノズルをさらに下降させるもので前記既設の手段でも兼
用可能な昇降駆動部と、該昇降駆動部による充填ノズル
の下降を規制するものでノズル上部に配した係合杆とい
う極めて簡単な構成の追加で済む。従って、充填ノズル
を充填口に精度良く迅速に自動接続することが出来るガ
ス充填装置を、簡単な構成の追加で安価に提供すること
ができ、ＬＰガス等の充填作業における少人化，無人化
の促進に極めて有益である等、多くの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガス充填装置の実施の形態を示す
正面図。

【図２】ガス充填器の拡大図。

【図３】ガス充填器の拡大図で、充填ノズルの下降状態
を表す。

【図４】図２の左側面図。

【図５】バルブ検出手段の拡大縦断面図。

【図６】図５の横断面図。

【図７】充填ノズルの高さ方向大まかな位置を示す拡大
正面図。

【図８】充填ノズルの高さ方向微調整位置を示す拡大正
面図。

【図９】充填口に充填ノズルを接続した状態を示す拡大
正面図。

【図１０】充填ノズルの水平方向の位置合せを説明する
拡大正面図。

【図１１】図１０の横断平面図。

【図１２】充填ノズルの水平方向の位置合せ作動を説明
する拡大平面図。

【図１３】充填ノズルの水平方向の位置合せ作動を説明
する拡大平面図。

【図１４】充填ノズルの水平方向の位置合せ作動を説明
する拡大平面図。

【図１５】充填ノズルの水平方向の位置合せ作動を説明
する拡大平面図。

【図１６】充填ノズルの水平方向の位置合せ作動を説明
する拡大平面図。

【図１７】充填ノズルの水平方向の位置合せ作動を説明
する拡大正面図。

【図１８】充填ノズルの水平方向の位置合せ手順を示す
フローチャート。

【図１９】充填ノズルの水平方向の位置合せ作動を説明
する拡大正面図。

【図２０】充填ノズルの水平方向の位置合せ作動を説明
する拡大正面図。

【図２１】充填ノズルの水平方向の位置合せ作動を説明
する拡大正面図。

【図２２】従来装置における充填ノズルの高さ方向位置
合せを説明する拡大正面図。

【符号の説明】

Ａ：ガス充填装置 ａ：センタリング手段
ｂ：バルブ検出手段 ｂ1:第一検出手段 ｂ2:第二検出手段
ｃ：ガス充填器 ｄ：回転駆動部 ｅ：バルブ開閉手段
ｆ：第一昇降駆動部 ｇ：第二昇降駆動部 ｈ：進退駆動部
ｉ：ヘッド駆動部 ｊ：カバー昇降手段 １：充填ノズル １
９：係合杆 Ｂ：充填場 Ｃ：ガス容器
Ｃ’：容器軸芯 Ｄ：開閉バルブ Ｄ2:充填口 Ｄ
2-2:充填口上縁部 Ｄ4:開閉ハンドル Ｐ1:充填口中心 Ｐ
2:ノズル軸芯 Ｌ：充填口中心から外周縁までの寸法

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填場に載置されたガス容器を正立状に
   保持するセンタリング手段と、ガス容器の開閉ハンドル
   の高さを検出する第一検出手段と、ガス容器の充填口の
   向きを検出する第二検出手段と、充填口に接続して所定
   量のガスを充填する充填ノズルと、前記第二検出手段か
   らの検出情報に基いて充填ノズルを回転させ充填口に対
   する水平方向の位置合せを行う回転駆動部と、前記第一
   検出手段からの検出情報に基いて充填ノズルを昇降させ
   充填口に対する高さ方向の大まかな位置合せを行う第一
   昇降駆動部と、第一昇降駆動部による大まかな高さ位置
   合せがなされた充填ノズルを充填口近傍まで揺動せしめ
   る進退駆動部と、充填ノズルの上部に配され充填ノズル
   の軸芯が充填口中心とほぼ一致する時に充填口上縁部に
   当接して充填ノズルの下降を規制する係合杆と、前記第
   一昇降駆動部により大まかな位置合せがなされ進退駆動
   部により充填口近傍に前進せしめた充填ノズルをさらに
   下降させ、係合杆を充填口上縁部に当接させて充填口に
   対する充填ノズルの高さ方向微調整を行う第二昇降駆動
   部と、を備えてなるガス充填装置。