JP7157891B1 - 重量物の固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重量物を起立した状態で固定する作業を自動で行うと共に、重量物の転倒を防止した重量物の固定装置を提供する。【解決手段】重量物Ｂを起立した状態で固定する重量物Ｂの固定装置１であって、重量物Ｂの下側を自動的に保持する第１の自動保持機構２と、重量物Ｂの上側を自動的に保持する第２の自動保持機構３とを備え、第１の自動保持機構２は、重量物Ｂの重量を測定するロードセル１０２と一体に設けられて、重量物Ｂの下側をロードセル１０２に対して固定された状態で保持し、第２の自動保持機構３は、重量物Ｂを内側に格納するキャビネット１００と一体に設けられて、重量物Ｂの上側をロードセル１０２に対して自由な状態で保持する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばガスボンベなどの重量物を起立した状態で固定する重量物の固定装置に関する。

例えば、各種ガスを供給するための設備として、シリンダキャビネットが広く用いられている。シリンダキャビネットでは、扉を開閉し、その内側の格納スペースに一対のガスボンベを起立した状態で格納している。また、シリンダキャビネットでは、何れか一方のガスボンベからガスを供給している間に、何れか他方のガスボンベを交換することで、ガスの供給を中断することなく行うことが可能となっている。

特開２００６－０５７７４７号公報 特開２０１２－２２９７２７号公報

ところで、上述したシリンダキャビネットでは、地震対策として、地震発生時にガスボンベが転倒しないように、格納スペース内にガスボンベをきちんと固定しておくことが求められる（例えば、上記特許文献１，２を参照。）。このため、従来のガスボンベの固定方法では、チェーンや金属バンドなどの固定具を用いて、ガスボンベを手動により固定することが行われている。

一方、上述したガスボンベの交換作業では、ボンベ搬送用台車を用いて、ガスボンベの搬送を行うと共に、ボンベ搬送用台車とシリンダキャビネットとの間で、ガスボンベの搬出及び搬入（入れ替え）が行われている。

しかしながら、このようなガスボンベの交換作業は、作業者が重量物であるガスボンベを抱え上げて行う必要があり、非常に危険で且つ重労働である。さらに、上述したガスボンベの固定作業も手動で行わなければならず、作業性も悪かった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、重量物を起立した状態で固定する作業を自動で行うと共に、重量物の転倒を防止した重量物の固定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、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 重量物を起立した状態で固定する重量物の固定装置であって、
前記重量物の下側を自動的に保持する第１の自動保持機構と、
前記重量物の上側を自動的に保持する第２の自動保持機構とを備え、
前記第１の自動保持機構は、前記重量物の重量を測定するロードセルと一体に設けられて、前記重量物の下側を前記ロードセルに対して固定された状態で保持し、
前記第２の自動保持機構は、前記重量物を内側に格納するキャビネットと一体に設けられて、前記重量物の上側を前記ロードセルに対して自由な状態で保持することを特徴とする重量物の固定装置。
〔２〕 前記第１の自動保持機構は、自動で開閉駆動される一対のアーム部を有して、前記一対のアーム部により前記重量物の下側を挟み込んだ状態で保持し、
前記第２の自動保持機構は、自動で開閉駆動されるシャッター部を有して、前記シャッター部により前記重量物の上側を前記キャビネットの搬出入口との間で遮断した状態で保持することを特徴とすることを特徴とする前記〔１〕に記載の重量物の固定装置。
〔３〕 前記重量物を前記キャビネットの前後方向にスライド自在に支持するスライド支持機構を備えることを特徴とすることを特徴とする前記〔１〕に記載の重量物の固定装置。
〔４〕 前記スライド支持機構は、前記ロードセル上に前記キャビネットの前後方向に並ぶ複数のローラを有して、前記複数のローラにより前記重量物を起立した状態のままスライド自在に支持することを特徴とすることを特徴とする前記〔３〕に記載の重量物の固定装置。
〔５〕 前記重量物がガスボンベであることを特徴とする前記〔１〕～〔４〕の何れか一項に記載の重量物の固定装置。

以上のように、本発明によれば、重量物を起立した状態で固定する作業を自動で行うと共に、重量物の転倒を防止した重量物の固定装置を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係るガスボンベの固定装置を備えたシリンダキャビネットにおいて、ガスボンベの固定前の状態を示す透視正面図である。 シリンダキャビネットにおいて、ガスボンベの固定前の状態を示す透視平面図である。 シリンダキャビネットにおいて、ガスボンベの固定後の状態を示す透視正面図である。 シリンダキャビネットにおいて、ガスボンベの固定後の状態を示す透視平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明の一実施形態として、例えば図１～図４に示すガスボンベＢの固定装置１を備えたシリンダキャビネット１００について説明する。

なお、図１は、図１は、ガスボンベＢの固定装置１を備えたシリンダキャビネット１００において、ガスボンベＢの固定前の状態を示す透視正面図である。図２は、シリンダキャビネット１００において、ガスボンベＢの固定前の状態を示す透視平面図である。図３は、シリンダキャビネット１００において、ガスボンベＢの固定後の状態を示す透視正面図である。図４は、シリンダキャビネット１００において、ガスボンベＢの固定後の状態を示す透視平面図である。

本実施形態のシリンダキャビネット１００は、図１～図４に示すように、重量物であるガスボンベＢの搬送を自動で行うシステムとして、ガスボンベＢの搬出入先となるものである。また、シリンダキャビネット１００は、ガスボンベＢ内に充填されたガスを半導体製造装置に供給する設備として、フロア上に設置されている。

シリンダキャビネット１００は、全体として略直方体状を為す筐体１０１ａを有し、この筐体１０１ａの正面側にあるガスボンベＢの搬出入口を左右一対の扉１０１ｂにより開閉する。また、シリンダキャビネット１００は、筐体１０１ａの内側にある格納スペースＳに一対のガスボンベＢを起立した状態で格納している。

シリンダキャビネット１００は、格納スペースＳに一対のガスボンベＢを幅方向に並立した状態で格納している。ガス供給設備では、これら一対のガスボンベＢのうち、何れか一方のガスボンベＢからガスを供給している間に、何れか他方のガスボンベＢを交換することで、ガスの供給を中断することなく行うことが可能となっている。

格納スペースＳの底部には、ガスボンベＢの重量を測定するロードセル１０２と、ガスボンベＢを格納スペースＳの前後方向にスライド自在に支持するスライド支持機構１０３とが設けられている。

ロードセル１０２は、ガスボンベＢの各々に対応して格納スペースＳの底部に設置されている。ガス供給設備では、ガスボンベＢの重量を測定することで、ガスボンベＢ内のガスの残量を求め、ガスボンベＢの交換時期を予測して管理している。

スライド支持機構１０３は、フリーローラからなり、ロードセル１０２の各々に対応して、ロードセル１０２上に格納スペースＳの前後方向に並ぶ複数のローラ１０３ａと、複数のローラ１０３ａを回転自在に支持する一対のフレーム１０３ｂとを有している。

スライド支持機構１０３では、複数のローラ１０３ａの上に載置されたガスボンベＢを起立した状態のまま、これら複数のローラ１０３ａを介して格納スペースＳの前後方向にスライドさせることが可能となっている。

なお、スライド支持機構１０３については、上述したフリーローラからなるものに必ずしも限定されるものではなく、例えばベルトコンベアなどを用いることも可能である。

なお、シリンダキャビネット１００には、それ以外にも、例えば、ガスボンベＢと接続される配管や、弁の開閉や圧力の監視、ガス漏れの監視等を行うための機器を収納した制御ボックス、半導体製造装置等に接続するための配管を収納した配管用ボックス（何れも図示せず。）などが設けられている。

ところで、本実施形態のシリンダキャビネット１００は、地震対策として、地震発生時にガスボンベＢが転倒しないように、格納スペースＳに格納されたガスボンベＢを起立した状態で固定する本実施形態の固定装置１を備えている。

具体的に、この固定装置１は、ガスボンベＢを自動的に保持するため、少なくとも１つ以上（本実施形態では２つ）の自動保持機構２，３を備えている。本実施形態では、２つの自動保持機構２，３のうち、ガスボンベＢの下側を自動的に保持する第１の自動保持機構２と、ガスボンベＢの上側を自動的に保持する第２の自動保持機構３とを備えている。

第１の自動保持機構２は、ロードセル１０２と一体に設けられて、ガスボンベＢの下側をロードセル１０２に対して固定された状態で保持する機構を採用している。本実施形態では、第１の自動保持機構２として、例えばエア駆動やモータ駆動、電磁駆動などの駆動源（本実施形態ではエア駆動）を用いて、自動で開閉駆動される一対のアーム部４を有したアーム機構（以下、「アーム機構２」とする。）を採用している。

具体的に、このアーム機構２は、ロードセル１０２上のフレーム１０３ｂ（スライド支持機構１０３）と一体に組み付けられた架台５に取り付けられている。一対のアーム部４は、互いに略円弧状に湾曲した形状を有して、ヒンジ部４ａを介して基端側が回動自在に支持されている。

また、一対のアーム部４は、駆動源となるエアシリンダ６とリンク機構７を介して接続されている。エアシリンダ６とリンク機構７とは、格納スペースＳの背面側に位置して架台５の上部に取り付けられている。

アーム機構２では、エアシリンダ６による上下方向の動きをリンク機構７を介して一対のアーム部４を互いに逆向きに回動させる動きに変換することによって、一対のアーム部４を自動で開閉駆動することが可能となっている。

したがって、アーム機構２では、一対のアーム部４を互いに逆向きに回動操作しながら、一対のアーム部４の間でガスボンベＢの下側を両側から挟み込むことによって、起立した状態のガスボンベＢの下側を安定した状態で保持（把持）することが可能である。

また、アーム機構２には、一対のアーム部４がガスボンベＢを挟み込んだ状態において、これら一対のアーム部４が開方向に回動されることを規制するストッパー機構８が設けられている。

ストッパー機構８は、駆動源となるエアシリンダ６と接続されたピンシリンダを有し、このピンシリンダのピンを一方のアーム部４の孔部に挿入することで、一対のアーム部４が開方向に回動されることを規制している。

なお、ストッパー機構８については、このような機構を採用したものに必ずしも限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。また、アーム機構２では、上述したエア駆動を採用しているが、モータ駆動や電磁駆動を採用した場合には、このようなストッパー機構８を設けることなく、一対のアーム部４が開方向に回動されることを規制することが可能である。

また、アーム機構２では、ガスボンベＢのサイズに合わせて、一対のアーム部４に取り付けられるスペーサ４ｂのサイズを変更することで、異なるサイズのガスボンベＢに適合可能である。

なお、第１の自動保持機構２については、上述したアーム機構を採用したものに必ずしも限定されるものではなく、例えば、ガスボンベＢを吸着しながら保持するバキューム機構を採用してもよい。

第２の自動保持機構３は、シリンダキャビネット１００と一体に設けられて、ガスボンベＢの上側をロードセル１０２に対して自由な状態で保持する機構を採用している。本実施形態では、第２の自動保持機構３として、例えばエア駆動やモータ駆動、電磁駆動などの駆動源（本実施形態ではエア駆動）を用いて、自動で開閉駆動されるシャッター部９を有したシャッター機構（以下、「シャッター機構３」とする。）を採用している。

具体的に、このシャッター機構３は、シリンダキャビネット１００の筐体１０１ａに取り付けられている。シャッター部９は、直線状に延長された形状を有して、ヒンジ部９ａを介して基端側が回動自在に支持されている。

また、シャッター部９は、駆動源となるエアシリンダ１０とリンク機構１１を介して接続されている。エアシリンダ１０及びリンク機構１１は、格納スペースＳの側面側に位置して筐体１０１ａに取り付けられている。

シャッター部９は、格納スペースＳの幅方向に並立した一対のガスボンベＢの各々に対応して配置されて、筐体１０１ａの左右両側に対称に取り付けられている。一方、格納スペースＳの幅方向の中央部には、遮断時にシャッター部９と当接されるストッパー１２が設けられている。

シャッター機構３では、エアシリンダ１０による上下方向の動きをリンク機構１１を介してシャッター部９を垂直位置と水平位置との間で回動させる動きに変換することによって、シャッター部９を自動で開閉駆動することが可能となっている。

したがって、シャッター機構３では、シャッター部９を垂直位置から水平位置へと回動操作しながら、ストッパー１２に先端側が当接されたシャッター部９によって、ガスボンベＢの上側をシリンダキャビネット１００の搬出入口との間で遮断した状態で保持することが可能である。

以上のような構成を有する本実施形態の固定装置１では、上述したアーム機構２及びシャッター機構３によりガスボンベＢの下側及び上側を自動的に保持することによって、ガスボンベＢを起立した状態で固定する作業を自動で行うと共に、地震の発生時にガスボンベＢの転倒を防止することが可能である。

また、本実施形態の固定装置１では、上述した第１の自動保持機構２として、ロードセル１０２と一体に設けられて、ガスボンベＢの下側をロードセル１０２に対して固定された状態で保持するアーム機構を採用し、第２の自動保持機構３として、シリンダキャビネット１００と一体に設けられて、ガスボンベＢの上側をロードセル１０２に対して自由な状態で保持するシャッター機構を採用している。

すなわち、この固定装置１は、ガスボンベＢに対して接触した状態で、ガスボンベＢの下側を自動的に保持する第１の自動保持機構（アーム機構）２と、ガスボンベＢに対して非接触な状態で、ガスボンベＢの上側を自動的に保持する第２の自動保持機構（シャッター機構）３とを備えている。

この場合、第１の自動保持機構（アーム機構）２及び第２の自動保持機構（シャッター機構）３によりガスボンベＢの下側及び上側を保持したときに、ロードセル１０２によるガスボンベＢの荷重測定に影響を与えることなく、ガスボンベＢの転倒防止を図ることが可能である。

一方、ガスボンベＢに接触した状態で、ガスボンベＢの上側を第２の自動保持機構３により保持した場合には、シリンダキャビネット１００の筐体１０１ａ側の荷重がロードセル１０２に加わる可能性がある。この場合、ロードセル１０２によるガスボンベＢの荷重測定に変動を与えてしまうため、最悪の場合、ガスの供給が停止してしまう可能性がある。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明を適用した固定装置１は、上述したガスボンベＢを起立した状態で格納するシリンダキャビネット１００に好適に用いられるものの、このようなガスボンベＢを起立した状態で固定する固定装置に限らず、重量物の転倒を防止するため、重量物を起立した状態で固定する重量物の固定装置に対して本発明を幅広く適用することが可能である。

１…固定装置 ２…第１の自動保持機構（アーム機構） ３…第２の自動保持機構（シャッター機構） ４…アーム部 ５…架台 ６…エアシリンダ ７…リンク機構 ８…ストッパー機構 ９…シャッター部 １０…エアシリンダ １１…リンク機構 １２…ストッパー １００…シリンダキャビネット １０１ａ…筐体 １０１ｂ…扉 １０２…ロードセル １０３…スライド支持機構 Ｓ…格納スペース Ｂ…ガスボンベ（重量物）

Claims (5)

1. 重量物を起立した状態で固定する重量物の固定装置であって、
   前記重量物の下側を自動的に保持する第１の自動保持機構と、
   前記重量物の上側を自動的に保持する第２の自動保持機構とを備え、
   前記第１の自動保持機構は、前記重量物の重量を測定するロードセルと一体に設けられて、前記重量物の下側を前記ロードセルに対して固定された状態で保持し、
   前記第２の自動保持機構は、前記重量物を内側に格納するキャビネットと一体に設けられて、前記重量物の上側を前記ロードセルに対して自由な状態で保持することを特徴とする重量物の固定装置。
2. 前記第１の自動保持機構は、自動で開閉駆動される一対のアーム部を有して、前記一対のアーム部により前記重量物の下側を挟み込んだ状態で保持し、
   前記第２の自動保持機構は、自動で開閉駆動されるシャッター部を有して、前記シャッター部により前記重量物の上側を前記キャビネットの搬出入口との間で遮断した状態で保持することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の重量物の固定装置。
3. 前記重量物を前記キャビネットの前後方向にスライド自在に支持するスライド支持機構を備えることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の重量物の固定装置。
4. 前記スライド支持機構は、前記ロードセル上に前記キャビネットの前後方向に並ぶ複数のローラを有して、前記複数のローラにより前記重量物を起立した状態のままスライド自在に支持することを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載の重量物の固定装置。
5. 前記重量物がガスボンベであることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の重量物の固定装置。

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