JPH0650496A - 液化ガス自動充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボンベのプロテクタに邪魔されることなく、
液化ガスの充填作業を自動化できるようにする。 【構成】 ボンベ１のバルブを開閉するバルブ開閉ヘッ
ド３１が設けられたヘッドケーシング１１の上端側にハ
ンガー１２および各連結ピン３９を介して揺動アーム３
８を揺動可能に設けると共に、ヘッドケーシング１１に
沿って下向きに延びる揺動アーム３８の先端側に充填バ
ルブ４４の充填ノズル４５をを設ける。エアシリンダ４
９のロッド４９Ａを伸長させたときに、カムローラ５０
のローラ５４をカム板４７のカム面４７Ｂに係合させ、
揺動アーム３８を矢示Ｂ方向に揺動させることにより、
充填ノズル４５を充填口部４内に嵌着させ、液化ガスを
ボンベ１内に自動充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＬ．Ｐ．Ｇ（液
化プロパンガス），Ｌ．Ｎ．Ｇ（液化天然ガス）等の液
化ガスを充填用ボンベ内に充填するのに用いて好適な液
化ガス自動充填装置に関し、特に、上端側にバルブを保
護するためのプロテクタが設けられたサイフォン管等の
充填用ボンベにも簡単に液化ガスを自動充填できるよう
にした液化ガス自動充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、家庭や業務等に燃料としての液
化ガスを供給するための液化ガス充填用ボンベは、密閉
容器として形成されたボンベ本体と、該ボンベ本体の上
端側に設けられた充填口部および該充填口部を開，閉す
るバルブとから大略構成されている。そして、この種の
ボンベに貯蔵タンク内の液化ガスを充填するのに用いら
れる液化ガス自動充填装置は、例えば特開昭６０−１９
６４９７号公報等によって知られている。

【０００３】即ち、この種の従来技術による液化ガス自
動充填装置は、液化ガス充填用ボンベの上方に昇降可能
に配設され、該ボンベのバルブを開，閉するバルブ開閉
ヘッドが設けられたヘッドケーシングと、該ヘッドケー
シングから径方向外向きに突出し、先端側が下方へと伸
長した略Ｌ字形状のブラケットとしての柄杆と、該柄杆
に対して前記ヘッドケーシングをバルブ開閉ヘッドと共
に上，下に昇降させる昇降シリンダと、前記柄杆の下端
側から前記バルブ開閉ヘッド側に向けて径方向内向きに
延びるように前記柄杆に取付けられ、先端側に充填ノズ
ルが設けられた充填機としてのコネクタ本体と、該コネ
クタ本体の左，右両側に回動可能に取付けられ、先端側
で前記ボンベの充填口部背面側を抱着することにより、
前記充填ノズルを充填口部に嵌着させる一対のクランプ
と、前記コネクタ本体の基端側に設けられ、外部からエ
アが供給されることにより該各クランプを作動させるエ
アシリンダと、前記ボンベ内に液化ガスを所定量充填す
べく、前記充填ノズルに配管を介して接続された充填手
段とから大略構成されている。

【０００４】そして、この種の自動充填装置では、例え
ばチェーンコンベアまたは回転テーブル等で搬送されて
くる空のボンベが所定の位置に到達すると、作業所内の
上方に吊上げた自動充填装置全体が降下され、コネクタ
本体の先端側に設けた充填ノズルをボンベの充填口部に
対向させる。次に、この状態でエアシリンダにより各ク
ランプを作動させ、充填口部の背面側を各クランプで抱
着すると共に、充填ノズルを充填口部に嵌着させる。そ
して、この状態で、昇降シリンダによりヘッドケーシン
グをバルブ開閉ヘッドと共にボンベのバルブ上に降下さ
せ、該バルブ開閉ヘッドを回転させてバルブを開いたと
きに、充填手段を作動させて充填ノズルから充填口部を
介してボンベ内へと液化ガスを充填させる。

【０００５】かくして、液化ガスがボンベ内に所定量充
填されると、バルブ開閉ヘッドによりボンベのバルブを
閉じ、エアシリンダを逆向きに作動させて各クランプを
充填口部の背面側から左右方向に離間させると共に、充
填ノズルを充填口部から離脱させ、昇降シリンダにより
ヘッドケーシングをバルブ開閉ヘッドと共にボンベのバ
ルブから上方に上昇させた後に、自動充填装置全体を上
方へとバランスウェイト等で再び吊上げることにより、
次なるボンベが所定の位置に搬送されてくるのを待機す
る。

【０００６】一方、液化ガス充填用ボンベには種々のも
のがあり、所謂サイフォン管と称される図９に示すもの
が知られている。

【０００７】図において、１はサイフォン管と称される
液化ガス充填用のボンベを示し、該ボンベ１は、高強度
の金属材料により密閉容器として中空筒体状に形成され
たボンベ本体２と、該ボンベ本体２の上端側中央部に設
けられた充填用のバルブボディ３および取出し用のバル
ブボディ（図示せず）とから大略構成され、該バルブボ
ディ３には、ボンベ本体２内に液化ガスを充填させるべ
く、径方向に突出して外部に開口した充填口部４と、該
充填口部４をボンベ本体２内に対して開閉すべく、バル
ブボディ３内に可動に配設されたバルブとしての弁体
（図示せず）と、この弁体を開，閉操作すべく弁軸５を
介して弁体に連結され、上面側に凹部６Ａが形成された
バルブコック６とが設けられている。また、バルブボデ
ィ３には充填口部４の背面側でキャップ７の上側に位置
してくぼみ部３Ａが形成され、該くぼみ部３Ａにはクラ
ンプ等が係合される。

【０００８】８はボンベ１の転倒時等にバルブボディ３
およびバルブコック６を保護するプロテクタを示し、該
プロテクタ８は金属パイプをリング状に湾曲させること
により、例えば直径が２５〜３０ｃｍ程度の円環状リン
グとして形成されている。そして、該プロテクタ８はボ
ンベ本体２の上端側に円弧状に湾曲した支持板９を介し
て取付けられ、バルブコック６よりも所定寸法高い位置
で支持板９と共にバルブボディ３の周囲を取囲んでい
る。また、支持板９には充填口部４と対応する位置に開
口部９Ａが形成され、該開口部９Ａは液化ガスの充填機
（図示せず）等を充填口部４に向けて水平方向に挿入す
るのを許すようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による液化ガス自動充填装置では、バルブ開閉ヘ
ッドのヘッドケーシングから径方向外向きに略Ｌ字形状
の柄杆を突出させ、該柄杆の下端側にはバルブ開閉ヘッ
ド側に向けて径方向内向きに延びるように充填機として
のコネクタ本体を設け、該コネクタ本体の先端側に取付
けた充填ノズルをバルブ開閉ヘッドの下側に配置させる
構成であるから、例えば図９に示すボンベ１に液化ガス
を充填する場合に、自動充填作業が非常に難しくなると
いう問題がある。

【００１０】即ち、充填機としてのコネクタ本体は柄杆
の下端側で水平方向に比較的長く伸長し、先端側に充填
ノズルが設けられると共に、基端側にはエアシリンダ等
が設けられているから、コネクタ本体の水平方向におけ
る長さ寸法は、図９に示す充填口部４とプロテクタ８と
の離間寸法Ｌよりも長尺となり、充填ノズルを充填口部
４に嵌着させるためにはコネクタ本体をプロテクタ８の
下側から支持板９の開口部９Ａを介して水平方向に挿入
しなければならない。一方、バルブ開閉ヘッドはバルブ
コック６を回動操作すべく該バルブコック６の上方に配
置する必要があるから、バルブ開閉ヘッドから径方向外
向きに突出する略Ｌ字形状の柄杆をプロテクタ８の外側
で跨がせるようにして、コネクタ本体をプロテクタ８の
下側に配置する必要がある。

【００１１】このため、従来技術では、図９に示すボン
ベ１に液化ガスを充填する場合に、作業所内の上方に吊
上げた自動充填装置を単純に降下させるだけでは、コネ
クタ本体がプロテクタ８に衝突してしまい、これを防止
するためには自動充填装置を所定の高さ位置まで降下さ
せた後に、オペレータが柄杆等を把持してコネクタ本体
をプロテクタ８の下側へと導かなければならず、液化ガ
スの充填作業を自動化するのに大きな障害になるという
問題がある。

【００１２】また、従来技術では、液化ガスの充填時に
エアシリンダにより各クランプを作動させ、充填口部の
背面側を各クランプで抱着すると共に、充填ノズルを充
填口部に嵌着させた後に、昇降シリンダにより柄杆に対
して前記ヘッドケーシングをバルブ開閉ヘッドと共に降
下させた状態で、該バルブ開閉ヘッドによりボンベのバ
ルブを開，閉させるようにしているから、ブラケットと
なる柄杆とヘッドケーシングとの間に昇降シリンダを設
ける必要があり、該昇降シリンダにより全体の重量が増
大して大型化すると共に、構造が複雑化するという問題
がある。

【００１３】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は液化ガスの充填作業を自動化し
て簡略化することができ、作業性を大幅に向上できると
共に、全体の構造を簡略化でき、小型化を図ることがで
きるようにした液化ガス自動充填装置を提供することを
目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成は、液化ガス充填用ボンベ
の上方に昇降可能に配設され、該ボンベのバルブを開，
閉するバルブ開閉ヘッドが設けられたヘッドケーシング
と、該ヘッドケーシングに設けられ、前記バルブ開閉ヘ
ッドをボンベのバルブに対して位置決めする位置決め手
段と、基端側が前記ヘッドケーシングの上端側に移動可
能に取り付けられ、先端側が自由端となって前記ヘッド
ケーシングの径方向外側を下向きに延びる支持アーム
と、該支持アームの先端側に設けられ、前記バルブ開閉
ヘッドの下側で前記ボンベの充填口部に嵌着される充填
ノズルと、該充填ノズルを前記ボンベの充填口部に嵌着
させるために前記ヘッドケーシング側に設けられ、外部
からのエアの給排時にロッドを作動させることにより、
前記支持アームをヘッドケーシングに接近させるように
移動させるエアシリンダとからなる。

【００１５】

【作用】上記構成により、基端側がヘッドケーシングの
上端側に移動可能に設けられ、該ヘッドケーシングの径
方向外側を下向きに延びる支持アームを先端側の充填ノ
ズルと共に、図９に例示した離間寸法Ｌの範囲内に納め
ることができ、作業所内の上方に吊上げた当該自動充填
装置全体を単純に降下させるだけで、バルブ開閉ヘッド
をボンベのバルブに確実に位置決めできると共に、充填
ノズルをボンベの充填口部に簡単に対向配置できる。そ
して、この状態で外部からエアを給排してエアシリンダ
のロッドを作動させることにより、支持アームをヘッド
ケーシング側に向けて接近させるように移動でき、ボン
ベの充填口部に充填ノズルを確実に嵌着させ、液化ガス
を自動充填できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例による液化ガス自動充
填装置を図１ないし図８に基づき説明する。なお、実施
例では前述した図９に示す従来技術と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００１７】図中、１１はボンベ１の上方に昇降可能に
配設されるヘッドケーシングを示し、該ヘッドケーシン
グ１１は大径の減速機ケース１１Ａと、該減速機ケース
１１Ａの上，下に設けられた上側ヘッド部１１Ｂおよび
下側ヘッド部１１Ｃとから大略構成され、減速機ケース
１１Ａと下側ヘッド部１１Ｃとの間には筒状のホルダ部
１１Ｄが設けられている。そして、該ヘッドケーシング
１１の下側ヘッド部１１Ｃは図４に示す如くホルダ部１
１Ｄに螺合して取付けられ、下側ヘッド部１１Ｃの下端
側内周にはバルブコック６に係合する後述のバルブ開閉
ヘッド３１が正，逆回転可能に設けられている。

【００１８】１２は上側ヘッド部１１Ｂの上端側に一体
に設けられ、ヘッドケーシング１１の一部を構成するハ
ンガーを示し、該ハンガー１２は図２、図３に示す如
く、略長方形の厚板状に形成され、その基端側には小径
部１２Ａと大径部１２Ｂとが上，下に突設され、先端側
には略Ｌ字形状をなす支持脚部１２Ｃが下向きに突出形
成されている。そして、該ハンガー１２は大径部１２Ｂ
が上側ヘッド部１１Ｂ上にボルト１３，１３，…を介し
て固着され、後述のブラケット１５、各チェーン１７等
を介してヘッドケーシング１１全体を作業所（図示せ
ず）内で上，下に昇降可能に吊下させている。

【００１９】また、該ハンガー１２には小径部１２Ａ、
大径部１２Ｂと支持脚部１２Ｃとの間に位置して上下方
向にロッド挿通穴１２Ｄが穿設され、該ロッド挿通穴１
２Ｄには後述するエアシリンダ４９のロッド４９Ａが挿
通されている。一方、支持脚部１２Ｃの途中部位には左
右方向に一対のばね受１２Ｅ，１２Ｅが突設され、該各
ばね受１２Ｅは後述する揺動アーム３８との間で戻しば
ね４１を支持するようになっている。そして、支持脚部
１２Ｃの先端側内面にはスライド板１２Ｆが設けられ、
該スライド板１２Ｆには図５に示すように後述するカム
ローラ５０の各ローラ５３が転動可能に係合している。

【００２０】１４はハンガー１２の小径部１２Ａ上端側
に回動可能に設けられた取付環、１５，１５は該取付環
１４の上面側にボルト１６，１６，…により締着された
一対のブラケットを示し、該各ブラケット１５は両端側
がチェーン１７，１７に連結され、ヘッドケーシング１
１全体を作業所内で上，下に昇降可能に各チェーン１７
を介して吊下させている。また、取付環１４はハンガー
１２を含むヘッドケーシング１１全体がブラケット１５
に対して回動するのを許し、液化ガスの充填作業時に各
チェーン１７が捩じれたりするのを防止している。

【００２１】１８はヘッドケーシング１１のハンガー１
２等に隣接して減速機ケース１１Ａ上に設けられたエア
モータを示し、該エアモータ１８の出力軸１８Ａには図
４に示す如く小径歯車１９が固着され、該小径歯車１９
はヘッドケーシング１１の減速機ケース１１Ａ内で大径
歯車２０に噛合している。そして、該大径歯車２０の内
周側は段付筒状のスリーブ２１に固着され、該スリーブ
２１はヘッドケーシング１１のホルダ部１１Ｄ内に回転
可能に配設されている。また、該スリーブ２１内には相
対回転可能に回転軸２２が挿通され、該回転軸２２は後
述のトルクリミッタ２３を介してスリーブ２１からの回
転トルクが伝達される。そして、該回転軸２２の下端側
にはバルブ開閉ヘッド３１が設けられ、該バルブ開閉ヘ
ッド３１はエアモータ１８によりトルクリミッタ２３等
を介して回転駆動される。

【００２２】２３はヘッドケーシング１１の下側ヘッド
部１１Ｃ内に設けられ、スリーブ２１と回転軸２２との
間で伝達すべき回転トルクを調整するトルクリミッタを
示し、該トルクリミッタ２３は図４に示す如く、回転軸
２２にキー２４を介して廻止めされ、回転軸２２に軸方
向に摺動可能に設けられた回転板２５と、該回転板２５
とスリーブ２１の下端側端面との間に配設され、該回転
板２５とスリーブ２１とに摩擦接触する摩擦板２６と、
該摩擦板２６に回転板２５を係合させるべく皿ばね２７
により回転板２５に向けて付勢され、回転板２５との間
にスラストベアリング２８が配設された環状の支持板２
９とから大略構成されている。

【００２３】ここで、該トルクリミッタ２３はヘッドケ
ーシング１１のホルダ部１１Ｄに対する下側ヘッド部１
１Ｃの螺合位置を変え、皿ばね２７のばね荷重を調整す
ることにより、スリーブ２１と回転軸２２との間で伝達
すべき回転トルクが可変に設定され、常時はエアモータ
１８によるスリーブ２１からの回転力を回転軸２２に伝
える。そして、例えばバルブ開閉ヘッド３１によりボン
ベ１のバルブコック６を閉弁させ、皿ばね２７の設定圧
を越える過負荷が回転軸２２に作用したときには、回転
板２５をスリーブ２１に対し摩擦板２６を介して空転さ
せ、スリーブ２１と回転軸２２との間で設定トルク以上
の回転伝達を解除させるように構成されている。３０は
ヘッドケーシング１１のホルダ部１１Ｄとスリーブ２１
との間に設けられた他のスラストベアリングを示してい
る。

【００２４】３１は回転軸２２の下端側に一体回転可能
に設けられたバルブ開閉ヘッドを示し、該バルブ開閉ヘ
ッド３１は、回転軸２２にキー２４を介して廻止めさ
れ、回転軸２２に軸方向に摺動可能に設けられた摺動筒
３２と、該摺動筒３２の下端側に固着され、ボンベ１の
バルブコック６を開，閉すべく先端側の爪部３３Ａ，３
３Ａ，…がバルブコック６の外周側に係合する筒状のフ
ィンガー３３とから構成されている。そして、該バルブ
開閉ヘッド３１は回転軸２２と共に正，逆回転すること
により、フィンガー３３の各爪部３３Ａでバルブコック
６を開，閉弁させる。

【００２５】３４はフィンガー３３の内周側に位置して
回転軸２２の下端側に螺着された位置決め手段としての
ガイドボスを示し、該ガイドボス３４は略円筒状のナッ
トからなり、ボンベ１内に液化ガスを充填すべく作業所
内でヘッドケーシング１１等を降下させたときに、バル
ブコック６の凹部６Ａ内に図４に示す如く係脱可能に嵌
合することにより、バルブ開閉ヘッド３１をバルブコッ
ク６に対して位置合わせさせると共に、フィンガー３３
の爪部３３Ａがバルブコック６の外周側に係合するのを
補償する。ここで、該ガイドボス３４は下側ヘッド部１
１Ｃの下端内周側および後述の弱ばね３５、緩衝ばね３
６等と共に位置決め手段を構成し、ヘッドケーシング１
１全体を作業所内で降下させ、バルブ開閉ヘッド３１を
バルブコック６に係合させるときに、バルブ開閉ヘッド
３１をバルブコック６の外周側や凹部６Ａ等に対して案
内しつつ確実に位置決めさせるようになっている。

【００２６】３５はヘッドケーシング１１の下側ヘッド
部１１Ｃ内に位置してトルクリミッタ２３の回転板２５
とバルブ開閉ヘッド３１の摺動筒３２との間に配設され
た弱ばねを示し、該弱ばね３５は比較的弱いばね力をも
ってバルブ開閉ヘッド３１を常時下向きに付勢し、該バ
ルブ開閉ヘッド３１が回転軸２２に対して上向きに摺動
変位するのを許すと共に、フィンガー３３の爪部３３Ａ
をバルブコック６の外周側凹凸部に確実に係合させるよ
うになっている。

【００２７】３６はスリーブ２１と回転軸２２との間に
スラストベアリング３６Ａ等を介して配設された緩衝ば
ねを示し、該緩衝ばね３６は弱ばね３５よりも大きいば
ね力をもって回転軸２２を常時下向きに付勢し、例えば
ヘッドケーシング１１全体を降下させてガイドボス３４
がバルブコック６の凹部６Ａに衝突するときの衝撃等を
緩衝するようになっている。また、該緩衝ばね３６が撓
み変形するときには、回転軸２２がスリーブ２１、トル
クリミッタ２３等に対して上向きに相対変位し、バルブ
開閉ヘッド３１が下側ヘッド部１１Ｃ内で上，下に相対
変位するようになる。そして、該緩衝ばね３６はヘッド
ケーシング１１全体がボンベ１のバルブボディ３に対し
て上，下に相対変位するのを許し、後述の充填ノズル４
５をバルブボディ３の充填口部４に対して高さ調整させ
つつ、充填ノズル４５がバルブボディ３の充填口部４に
正確に嵌着されるのを補償する。

【００２８】３７はヘッドケーシング１１の減速機ケー
ス１１Ａから下側ヘッド部１１Ｃに沿って下向きに延設
されたバックアップ用のガイドアームを示し、該ガイド
アーム３７は下側ヘッド部１１Ｃよりも下方に所定長さ
をもって突出し、その下端側にはバルブボディ３のキャ
ップ７に背面側から隙間をもって当接可能な背当て板３
７Ａが設けられている。そして、該ガイドアーム３７は
背当て板３７Ａがキャップ７に当接することによりバル
ブボディ３の背面側から該バルブボディ３を介してボン
ベ１を支え、バルブボディ３の充填口部４に充填ノズル
４５を強く嵌着させたときにボンベ１が傾いたりするの
を確実に防止する。

【００２９】３８はヘッドケーシング１１の径方向外側
を下向きに延びる支持アームとしての略Ｌ字形状をなす
揺動アームを示し、該揺動アーム３８には上端側（基端
側）に図３に示す如く一対の取付部３８Ａ，３８Ａが左
右に離間して設けられ、該各取付部３８Ａは一対の連結
ピン３９，３９を介してヘッドケーシング１１のハンガ
ー１２に揺動可能に取付けられている。そして、該揺動
アーム３８の下端側（先端側）はアームヘッド３８Ｂと
なって自由端となり、該アームヘッド３８Ｂは後述の充
填バルブ４４と共に連結ピン３９を中心にして図１に示
す軌跡Ｒに沿って矢示Ａ，Ｂ方向に揺動する。

【００３０】また、該揺動アーム３８の長さ方向中間部
には図３に示す如く、後述の操作弁５６が固定される台
座部３８Ｃと、該台座部３８Ｃから二又状に突出した一
対の支持腕３８Ｄ，３８Ｄとが一体形成され、該各支持
腕３８Ｄの上端側には各取付部３８Ａが一体に連結され
ている。そして、該揺動アーム３８の各取付部３８Ａ間
および各支持腕３８Ｄ間にはハンガー１２の支持脚部１
２Ｃ等が配置され、該揺動アーム３８がハンガー１２に
対して揺動するのを許すようになっている。

【００３１】さらに、該揺動アーム３８の各支持腕３８
Ｄにはハンガー１２の各ばね受１２Ｅと対向する位置に
ばね取付け用のボス部３８Ｅ，３８Ｅが設けられ、該各
ボス部３８Ｅには図８に例示するように各ボルト４０等
を介して各戻しばね４１が取付けられている。そして、
該各戻しばね４１はハンガー１２の各ばね受１２Ｅに当
接することにより揺動アーム３８を矢示Ａ方向に常時付
勢し、液化ガスの充填前に揺動アーム３８を図８に示す
待機位置に配置させる。

【００３２】４２は揺動アーム３８の台座部３８Ｃ側面
に図３に示す如く取付けられるジョイントを示し、該ジ
ョイント４２の上面側には上下方向に伸長して液化ガス
の貯蔵タンクに充填制御バルブ等を介して接続される液
化ガス充填用の配管（いずれも図示せず）が取付けら
れ、該ジョイント４２はこの配管を図５に示す如くＬ字
形状に屈曲したガスパイプ４３を介して充填バルブ４４
と接続させる。

【００３３】４４は揺動アーム３８のアームヘッド３８
Ｂ先端に設けられた液化ガス充填用の充填バルブ、４５
は該充填バルブ４４からボンベ１の充填口部４側に向け
て突出した充填ノズルを示し、該充填ノズル４５はアー
ムヘッド３８Ｂ側に設けられたガスパイプ４３に充填バ
ルブ４４を介して接続され、この充填バルブ４４の開弁
時に液化ガスをボンベ本体２内に充填口部４を介して充
填するようになっている。そして、該充填ノズル４５は
先端側が充填口部４内に嵌着すべく、ヘッドケーシング
１１の下側ヘッド部１１Ｃよりも下方に位置し、揺動ア
ーム３８の各取付部３８Ａと平行に伸長している。

【００３４】４６は充填ノズル４５の外周側を取囲むよ
うに充填バルブ４４の先端側に設けられたノズルガイド
を示し、該ノズルガイド４６はボンベ１の充填口部４よ
りも僅かに大きい内径をもって円筒状に形成され、充填
ノズル４５の先端側を充填口部４内に嵌着させるとき
に、充填口部４の外周側に嵌合して充填ノズル４５を充
填口部４に対し位置決めさせるようになっている。

【００３５】４７，４７は揺動アーム３８の各支持腕３
８Ｄ内面側に左，右に離間して設けられた左，右一対の
カム板を示し、該各カム板４７は図１、図３等に示す如
く略三角形状に形成され、各支持腕３８Ｄの内面に各ボ
ルト４８等を介して固着されている。そして、該各カム
板４７は一側に傾斜角の大きいガイド面４７Ａと傾斜角
が緩やかなカム面４７Ｂとが形成され、後述するカムロ
ーラ５０の各ローラ５４がガイド面４７Ａに図８に示す
如く係合するときには、前記各戻しばね４１によって揺
動アーム３８を待機位置に保持させ、各ローラ５４がカ
ム面４７Ｂに係合するときには揺動アーム３８を図１に
示す充填位置に揺動させた状態に保持する。

【００３６】４９はハンガー１２の上面側に設けられた
エアシリンダを示し、該エアシリンダ４９は図３に示す
如くハンガー１２の小径部１２Ａに隣接してハンガー１
２に取付けられ、該エアシリンダ４９のロッド４９Ａは
ハンガー１２のロッド挿通穴１２Ｄを介して揺動アーム
３８内へと挿通されている。そして、該エアシリンダ４
９は操作弁５６を介して外部からエアが給排されること
によりロッド４９Ａを伸縮させ、カムローラ５０をカム
板４７側に向けて作動させる。

【００３７】５０はエアシリンダ４９のロッド４９Ａ先
端側に設けられたカムローラを示し、該カムローラ５０
は図３、図５に示す如く、略「く」字形状に屈曲したロ
ーラホルダ５１と、該ローラホルダ５１の先端側にピン
５２を介して回転可能に設けられたボールベアリング等
からなる中央のローラ５３，５３および左，右のローラ
５４，５４とから大略構成されている。ここで、該カム
ローラ５０のローラホルダ５１はナット５５を介してロ
ッド４９Ａの先端側に螺着され、弛止め状態で固着され
ている。そして、左，右のローラ５４，５４は各カム板
４７のガイド面４７Ａ、カム面４７Ｂに転動可能に係合
し、中央の各ローラ５３はハンガー１２の支持脚部１２
Ｃにスライド板１２Ｆを介して転動可能に係合してい
る。

【００３８】そして、該カムローラ５０はエアシリンダ
４９のロッド４９Ａが図１に示す如く伸長したときに各
ローラ５４がカム板４７のカム面４７Ｂに係合すること
により、揺動アーム３８を充填バルブ４４と共に軌跡Ｒ
に沿って矢示Ｂ方向に揺動させ、充填バルブ４４の充填
ノズル４５をボンベ１の充填口部４にノズルガイド４６
を介して嵌着させる。このとき、カムローラ５０の中央
の各ローラ５３は支持脚部１２Ｃのスライド板１２Ｆに
係合することにより、ハンガー１２の支持脚部１２Ｃを
介して揺動アーム３８を矢示Ｂ方向に揺動させ、充填ノ
ズル４５を充填口部４に嵌着した状態に保持する。ま
た、エアシリンダ４９のロッド４９Ａが図８に示す如く
縮小したときには、各ローラ５４が各カム板４７のガイ
ド面４７Ａに係合することにより、揺動アーム３８は各
戻しばね４１で矢示Ａ方向に揺動され、充填バルブ４４
の充填ノズル４５を充填口部４から離脱させた待機位置
に保持するようになる。

【００３９】５６は揺動アーム３８の台座部３８Ｃに設
けられた操作弁を示し、該操作弁５６は図７に示す如
く、台座部３８Ｃに固定して設けられた筒状の弁ケーシ
ング５７と、該弁ケーシング５７内に摺動可能に挿嵌さ
れ、軸方向両端側が弁ケーシング５７から外部に突出し
たスプール５８とからなり、該スプール５８の両端側に
はノブ５９，６０が設けられている。また、弁ケーシン
グ５７にはエアポンプ等の圧気源にエア導管（いずれも
図示せず）を介して接続されるエア供給口５７Ａと、エ
ア排気口５７Ｂ，５７Ｃが形成され、これらのエア供給
口５７Ａおよびエア排気口５７Ｂ，５７Ｃはスプール５
８の中央ランド５８Ａおよびサイドランド５８Ｂ，５８
Ｃによって開，閉される。さらに、弁ケーシング５７に
はスプール５８のサイドランド５８Ｃよりも図７中の右
側に位置して戻しエア供給口５７Ｄが形成され、該戻し
エア供給口５７Ｄはスプール５８のサイドランド５８Ｃ
に外部からパイロットエア圧を作用させることにより、
スプール５８を矢示Ｃ方向に摺動変位させる。

【００４０】６１，６２は操作弁５６の弁ケーシング５
７から台座部３８Ｃに亘って略Ｌ字形状に形成されたエ
ア通路を示し、該エア通路６１，６２の一端側は弁ケー
シング５７内に開口し、他端側はエアシリンダ４９の各
エア給排口にそれぞれエア導管（いずれも図示せず）を
介して接続される接続口６１Ａ，６２Ａとなっている。
そして、該エア通路６１，６２は操作弁５６のスプール
５８をノブ５９，６０を介して矢示Ｃ，Ｄ方向に摺動変
位させたときに、弁ケーシング５７のエア供給口５７Ａ
に選択的に連通され、前記圧気源からのエアをエアシリ
ンダ４９に前記各エア給排口を介して供給する。６３は
操作弁５６の弁ケーシング５７に一体的に設けられた略
Ｌ字形状の取手を示している。

【００４１】６４はハンガー１２の小径部１２Ａ上端か
ら突出する回転軸６５の突出端に設けられたバルブ回転
確認用のカムを示し、該カム６４は図２、図４に示す如
くハンガー１２、ヘッドケーシング１１内を軸方向に伸
長する回転軸６５，２２を介してバルブ開閉ヘッド３１
と連結され、該バルブ開閉ヘッド３１と一体的に回転す
るようになっている。そして、該カム６４の近傍には回
転センサ（図示せず）が設けられ、この回転センサはバ
ルブ開閉ヘッド３１でボンベ１のバルブコック６を開，
閉するときに、バルブ開閉ヘッド３１の回転をカム６４
を介して検出し、例えばバルブコック６が液化ガスの充
填後に完全に閉じられたか否かを確認するようになって
いる。

【００４２】本実施例による液化ガス自動充填装置は上
述の如き構成を有するもので、次にその作動について説
明する。

【００４３】まず、液化ガスを充填すべき空のボンベ１
がチェーンコンベアまたは回転テーブル等の搬送手段で
所定の位置に搬送されてくると、作業所内の上方にブラ
ケット１５、各チェーン１７等を介して吊上げられたヘ
ッドケーシング１１および揺動アーム３８等を図８に示
す位置へと降下させる。このとき、オペレータは取手６
３を把持してアームヘッド３８Ｂおよび充填バルブ４４
等をプロテクタ８の内側を通すように案内しつつ、ヘッ
ドケーシング１１の下側ヘッド部１１Ｃ下端側をバルブ
ボディ３のバルブコック６上に位置合わせするように導
き、図４に示す如くガイドボス３４をバルブコック６の
凹部６Ａ内に着脱可能に嵌合させ、バルブ開閉ヘッド３
１のフィンガー３３をバルブコック６の外周側に係合さ
せる。

【００４４】次に、充填ノズル４５をボンベ１の充填口
部４内に向けて挿入するように、オペレータが揺動アー
ム３８を図１中の軌跡Ｒに沿って矢示Ｂ方向に押しなが
ら、操作弁５６のスプール５８を図７中の矢示Ｄ方向に
押動すれば、圧気源からのエアが操作弁５６のエア供給
口５７Ａ、エア通路６１等を介してエアシリンダ４９の
ボトム側エア室（図示せず）内に供給され、エアシリン
ダ４９のロッド４９Ａが下向きに突出するように伸長す
る。そして、該エアシリンダ４９のロッド４９Ａ先端側
に設けたカムローラ５０はロッド４９Ａが図１に示す如
く伸長したときに、各ローラ５４がカム板４７のカム面
４７Ｂに係合することにより、揺動アーム３８を充填バ
ルブ４４と共に軌跡Ｒに沿って矢示Ｂ方向にさらに揺動
させ、充填バルブ４４の充填ノズル４５をボンベ１の充
填口部４にノズルガイド４６を介して嵌着させる。

【００４５】このとき、カムローラ５０の中央の各ロー
ラ５３は支持脚部１２Ｃのスライド板１２Ｆに係合する
ことにより、ハンガー１２の支持脚部１２Ｃを介して揺
動アーム３８が矢示Ｂ方向に揺動するのを補償し、充填
ノズル４５を充填口部４に嵌着した状態に保持する。こ
れにより、充填ノズル４５はノズルガイド４６を介して
充填口部４内に強く嵌着され、充填バルブ４４をこのと
きの嵌着力によって開弁させ、液化ガスの充填が可能な
状態に設定する。

【００４６】そして、この状態でエアモータ１８を回転
させると、この回転が図４に示す歯車１９，２０、スリ
ーブ２１、トルクリミッタ２３および回転軸２２等を介
してバルブ開閉ヘッド３１に伝えられ、バルブコック６
がフィンガー３３で正方向に回転されることにより、バ
ルブボディ３内の弁体が開弁され、外部の貯蔵タンクか
ら前記充填制御バルブ、ジョイント４２、充填ノズル４
５等を介してボンベ１内に液化ガスを充填することがで
きる。

【００４７】次に、液化ガスの充填が完了すると、エア
モータ１８が逆向きに回転し、バルブ開閉ヘッド３１を
介してバルブコック６を閉弁方向に回転させ、このとき
の回転角（回転数）を前記回転センサでカム６４を介し
て検出することにより、バルブボディ３内の弁体が完全
に閉弁されたか否かを確認できる。そして、このときに
外部からパイロットエア圧が操作弁５６に戻しエア供給
口５７Ｄを介して自動的に所定時間をもって供給され、
このエア圧がスプール５８のサイドランド５８Ｃに図７
中の矢示Ｃ方向に作用する。この結果、操作弁５６のス
プール５８はこのエア圧によって矢示Ｃ方向に押動され
るので、操作弁５６のエア供給口５７Ａはスプール５８
のランド５８Ａ，５８Ｃ間で開口し、圧気源からのエア
をエア供給口５７Ａ、エア通路６２等を介してエアシリ
ンダ４９のロッド側エア室（図示せず）内に供給させ
る。

【００４８】これにより、エアシリンダ４９のロッド４
９Ａが図８に示す如く縮小され、カムローラ５０の各ロ
ーラ５４が各カム板４７のガイド面４７Ａに係合するよ
うになるから、揺動アーム３８は各戻しばね４１によっ
て矢示Ａ方向に揺動され、揺動アーム３８全体がヘッド
ケーシング１１から図８に示す如く径方向に離間すると
共に、充填バルブ４４の充填ノズル４５を充填口部４か
ら離脱させ、これらは待機位置に保持される。そして、
この状態で揺動アーム３８はヘッドケーシング１１等と
共に前記ブラケット１５および各チェーン１７等を介し
て、バランスウェイト（図示せず）により自動的に上昇
されるようになり、上昇位置で次なるボンベ１が搬送さ
れてくるのを待機する。

【００４９】かくして、本実施例によれば、ヘッドケー
シング１１に下側ヘッド部１１Ｃの下端内周側、ガイド
ボス３４、弱ばね３５および緩衝ばね３６等からなる位
置決め手段を設け、ヘッドケーシング１１全体を作業所
内で降下させ、バルブ開閉ヘッド３１をバルブコック６
に係合させるときに、バルブ開閉ヘッド３１をバルブコ
ック６の外周側や凹部６Ａ等に対して案内しつつ位置決
めさせる構成とすると共に、ヘッドケーシング１１の上
端側でハンガー１２に各連結ピン３９を介して揺動可能
に取付けた揺動アーム３８の下端側に充填ノズル４５を
設け、ハンガー１２の上端側には揺動アーム３８の各カ
ム板４７に向けてカムローラ５０を駆動するエアシリン
ダ４９を設け、ヘッドケーシング１１の径方向外側で下
向きに延びる揺動アーム３８をヘッドケーシング１１の
径方向に揺動させる構成としたから、下記のような作用
効果を得ることができる。

【００５０】即ち、下端側に充填ノズル４５が設けられ
た揺動アーム３８をヘッドケーシング１１の径方向外側
で下向きに延びるように配設したから、作業所内の上方
にブラケット１５、各チェーン１７等を介して吊上げら
れたヘッドケーシング１１および揺動アーム３８等を図
９に例示した離間寸法Ｌの範囲内に簡単に納めることが
でき、作業所内の上方から当該自動充填装置全体を降下
させるだけで、バルブ開閉ヘッド３１をバルブコック６
に対して確実に位置決めできると共に、充填ノズル４５
をボンベ１の充填口部４にスムーズに嵌着させることが
できる。そして、液化ガスの充填後はボンベ１のプロテ
クタ８に邪魔されることなく、当該自動充填装置全体を
バランスウェイトにより自動的に上昇させることができ
る。

【００５１】また、バルブ開閉ヘッド３１のフィンガー
３３内周側には回転軸２２の下端側に螺着してガイドボ
ス３４を設け、ボンベ１内に液化ガスを充填すべく作業
所内でヘッドケーシング１１等を降下させたときに、ガ
イドボス３４をバルブコック６の凹部６Ａ内に図４に示
す如く係脱可能に嵌合させる構成としたから、液化ガス
の充填時にバルブ開閉ヘッド３１をバルブコック６に対
して簡単に位置合わせでき、フィンガー３３の爪部３３
Ａをバルブコック６の外周側に確実に係合させることが
できる。そして、エアシリンダ４９により揺動アーム３
８を充填ノズル４５と共に充填位置に移動させるとき
に、バルブ開閉ヘッド３１がバルブコック６から不用意
に外れたりするのを確実に防止でき、バルブコック６を
バルブ開閉ヘッド３１により確実に開，閉できる。

【００５２】さらに、ヘッドケーシング１１内にスリー
ブ２１と回転軸２２との間でスラストベアリング３６Ａ
等を介して配設された緩衝ばね３６は、ヘッドケーシン
グ１１全体がボンベ１のバルブボディ３に対して上，下
に相対変位するのを許すようになるので、エアシリンダ
４９により揺動アーム３８を充填ノズル４５と共に充填
位置に移動させるときに、充填ノズル４５をバルブボデ
ィ３の充填口部４に対して高さ調整させつつ、充填ノズ
ル４５を充填口部４に確実に対向させることができ、充
填ノズル４５がバルブボディ３の充填口部４にノズルガ
イド４６を介して嵌着されるのを補償することができ
る。

【００５３】従って、本実施例では、ボンベ１のプロテ
クタ８に邪魔されることなく、液化ガスの充填作業を自
動化して行うことができ、作業性を大幅に向上できる。
また、オペレータは充填作業時に取手６３を把持して揺
動アーム３８等をプロテクタ８の内側に案内すると共
に、操作弁５６のスプール５８を適宜に操作するだけで
よく、オペレータに与える負担を大幅に軽減でき、充填
作業に要する時間を短縮できる。

【００５４】また、ヘッドケーシング１１に下側ヘッド
部１１Ｃの下端内周側、ガイドボス３４、弱ばね３５お
よび緩衝ばね３６等からなる位置決め手段を設け、ヘッ
ドケーシング１１全体を作業所内で降下させ、バルブ開
閉ヘッド３１をバルブコック６に係合させるときに、バ
ルブ開閉ヘッド３１をバルブコック６の外周側や凹部６
Ａ等に対して案内しつつ位置決めさせる構成としたか
ら、従来技術で用いている昇降シリンダ等を不要にで
き、全体の構造を簡略化して小型化を図ることができる
等、種々の効果を奏する。

【００５５】なお、前記実施例では、ヘッドケーシング
１１の上端側にハンガー１２を一体に設け、該ハンガー
１２の上端側に設けたエアシリンダ４９のロッド４９Ａ
を下向きに伸長させることにより、該ロッド４９Ａの先
端側に設けたカムローラ５０を揺動アーム３８のカム面
４７Ｂに係合させ、揺動アーム３８を充填バルブ４４と
共に揺動させて充填バルブ４４の充填ノズル４５をボン
ベ１の充填口部４に嵌着させるものとして述べたが、本
発明はこれに限らず、例えば揺動アーム３８の基端（上
端）側にエアシリンダ用の連結部を一体に設け、該連結
部とヘッドケーシング１１側との間に回動可能にエアシ
リンダをピン結合することにより、該エアシリンダのロ
ッドを作動させて直接揺動アーム３８を充填ノズル４５
と共にボンベ１の充填口部４に向け揺動させるようにし
てもよく、この場合には、カムローラ５０等を不要にで
きる。

【００５６】また、この場合には、前記実施例で述べた
バックアップ用のガイドアーム３７の上端側をヘッドケ
ーシング１１に揺動可能に取付け、該ガイドアーム３７
の上端側と前記揺動アーム３８の連結部との間にエアシ
リンダをピン結合するようにすれば、エアシリンダのロ
ッドを作動させたときに、バルブボディ３の充填口部４
とキャップ７とを充填ノズル４５とガイドアーム３７の
下端側との間で挟み込むように挟持でき、充填ノズル４
５を充填口部４に効果的に嵌着させることができる。

【００５７】さらに、前記実施例では、支持アームとし
ての揺動アーム３８をヘッドケーシング１１の上端側で
ハンガー１２に各連結ピン３９を介して揺動可能に取付
けるものとして述べたが、本発明はこれに限らず、例え
ば本出願人が特願平３−２５０４６２号で提案したよう
に、上下方向に伸長するコネクタ本体としての支持アー
ムをヘッドケーシングの径方向に移動可能に設け、支持
アームの下端側に設けた充填ノズルをエアシリンダによ
りクランプ機構等を介して充填口部に嵌着させるように
してもよい。

【００５８】また、前記実施例では、液化ガス充填用ボ
ンベとしてサイフォン管と称されるボンベ１を例に挙げ
て説明したが、本発明はこれに限らず、例えば２０ｋｇ
ボンベ等、種々の形状のボンベに液化ガスを自動充填す
る場合にも適用できることは勿論である。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、ヘッ
ドケーシングの上端側に移動可能に設けた支持アームを
ヘッドケーシングに沿って下向きに伸長させ、支持アー
ムの先端側に充填ノズルを設けると共に、ヘッドケーシ
ング側には支持アームをヘッドケーシング側に向けて移
動させ、ボンベの充填口部に充填ノズルを嵌着させるエ
アシリンダを設けたから、作業所内の上方に吊上げた当
該自動充填装置全体を単純に降下させるだけで、バルブ
開閉ヘッドをボンベのバルブに確実に位置決めできると
共に、充填ノズルをボンベの充填口部に簡単に対向配置
できる。そして、この状態でエアシリンダのロッドを作
動させることによって、支持アームをヘッドケーシング
側に向けて移動させることができ、ボンベの充填口部に
充填ノズルを確実に嵌着させ、液化ガスを自動充填でき
る。従って、例えばサイフォン管等の液化ガス充填用ボ
ンベにもプロテクタに邪魔されることがなくなり、液化
ガスの充填作業を自動化した場合の充填装置昇降時のト
ラブルを解消でき、オペレータの負担を軽減して作業性
を大幅に向上できると共に、装置全体の構造を簡略化し
て小型化を図ることができる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による液化ガス自動充填装置の
充填状態を示す一部破断の外観図である。

【図２】図１中の矢示II−II方向拡大断面図である。

【図３】図１に示すハンガー、揺動アーム等の分解斜視
図である。

【図４】図１中の要部を拡大して示す縦断面図である。

【図５】図１中の矢示V −V 方向拡大断面図である。

【図６】揺動アーム等を拡大して示す図１の右側面図で
ある。

【図７】操作弁を示す図６中の矢示VII −VII 方向拡大
断面図である。

【図８】液化ガス自動充填装置の待機状態を示す一部破
断の外観図である。

【図９】従来技術による液化ガス充填用のボンベを示す
部分断面図である。

【符号の説明】

１ ボンベ ２ ボンベ本体 ３ バルブボディ ４ 充填口部 ６ バルブコック ６Ａ 凹部 ７ キャップ ８ プロテクタ １１ ヘッドケーシング １２ ハンガー １５ ブラケット １７ チェーン １８ エアモータ ２３ トルクリミッタ ３１ バルブ開閉ヘッド ３４ ガイドボス（位置決め手段） ３６ 緩衝ばね ３８ 揺動アーム（支持アーム） ３８Ｂ アームヘッド ３８Ｃ 台座部 ３９ 連結ピン ４１ 戻しばね ４４ 充填バルブ ４５ 充填ノズル ４６ ノズルガイド ４７ カム板 ４７Ｂ カム面 ４９ エアシリンダ ４９Ａ ロッド ５０ カムローラ ５３，５４ ローラ ５６ 操作弁 ６３ 取手

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液化ガス充填用ボンベの上方に昇降可能
   に配設され、該ボンベのバルブを開，閉するバルブ開閉
   ヘッドが設けられたヘッドケーシングと、該ヘッドケー
   シングに設けられ、前記バルブ開閉ヘッドをボンベのバ
   ルブに対して位置決めする位置決め手段と、基端側が前
   記ヘッドケーシングの上端側に移動可能に取り付けら
   れ、先端側が自由端となって前記ヘッドケーシングの径
   方向外側を下向きに延びる支持アームと、該支持アーム
   の先端側に設けられ、前記バルブ開閉ヘッドの下側で前
   記ボンベの充填口部に嵌着される充填ノズルと、該充填
   ノズルを前記ボンベの充填口部に嵌着させるために前記
   ヘッドケーシング側に設けられ、外部からのエアの給排
   時にロッドを作動させることにより、前記支持アームを
   ヘッドケーシングに接近させるように移動させるエアシ
   リンダとから構成してなる液化ガス自動充填装置。