JPH0791598A - ガス充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＬＰガスなどを充填容器に充填するガス充填
装置、とくに充填容器の充填口の方向を一定にそろえて
充填を自動化させる充填装置に関する。 【構成】 充填容器２を回転可能に支持させ、バルブ２
０の安全弁２２上面と充填口２１上面との段差内を横方
向に通るビームをそなえた第１センサー１７と、バルブ
前方の中央位置からバルブの充填口の幅に応じた適宜間
隔で平行に放射されるビームをそなえた第２センサー１
８を設け、第１センサーで充填口２１の前後方向を検出
し、第２センサーで充填容器の回転位置を、充填口が前
面中央になるように位置決めさせ、充填ノズルを挿入さ
せる。 【効果】 簡単なセンサーにより、充填口の位置修正を
確実に行い、充填ノズル挿入の自動化を可能にし、充填
装置をすべて自動化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＰガス、プロパンガ
スなどを充填容器に自動的に充填するガス充填装置、と
くに充填容器の充填口の方向を一定にそろえて充填ノズ
ルの挿入を自動化できるようにした充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のガス自動充填装置は、特開昭４９
ー６７２１４号や特公平３ー７１５９８号などに示され
ているが、充填容器の充填口に充填ノズルを連結する作
業は、充填ノズルを取り付けた柄杆によって手動で行わ
れている。

【０００３】これは充填容器のバルブが、ほぼ同じ大き
さの充填口と安全弁を両側に突出させ、この突出部の上
を覆うように比較的大きなハンドルが取り付けられた構
造になっているため、簡単なセンサーでは充填口と安全
弁とを判別して充填口の位置を検出することが困難であ
り、ＣＣＤカメラのように高価なセンサーを必要とする
ためである。

【０００４】なお、特開平３ー１８６６９９号のよう
に、バルブの上部に昇降するテーブルに、ハンドルを囲
むように多数の感知ピンを円形に配置し、このテーブル
を下降させて感知ピンをバルブに当接させ、バルブに当
たった感知ピンの状態で充填口の方向を判断し、充填ノ
ズルをバルブの回りに回動させて、充填口の位置に合わ
せて挿入させるようにしたものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の充填
装置は、バルブの充填口の検出が困難で、充填口の位置
決めができないため、充填ノズルを充填口に挿入する作
業だけを手動で行わなければならず、完全な自動化がで
きなかった。

【０００６】また、ハンドルの外周に多数の感知ピンを
設けても、実際にはハンドルの外径が大きく、充填口や
安全弁がハンドル外周からほとんど突出していないバル
ブが使われており、感知ピンが充填口に当たらないため
検出精度が十分でなく、バルブの上部と外周をテーブル
と感知ピンで囲んでいるため、バルブの開閉操作は感知
ピンを引き上げて、横方向から手動で行わねばならな
い。したがって、充填後に感知ピンだけを引き上げて、
バルブを手動で閉じた後に、充填ノズルを充填口から外
さねばならず、作業効率が悪いなどの問題があった。

【０００７】本発明は、充填容器を回転可能に支持し
て、２組のセンサーをそなえ、第１センサーで充填口の
前後方向を検出し、第２センサーで充填口を一定範囲内
にそろえるバルブの位置決め装置と、この位置決め装置
を有効に利用した自動充填装置を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、充填容器を回
転可能に支持し、バルブの安全弁上面と充填口上面との
段差内を、安全弁上面より上の位置で横方向に通るビー
ムをそなえた第１センサーと、バルブ前方の中央位置か
らバルブの充填口の幅に応じて適宜間隔で平行に放射さ
れるビームをそなえた第２センサーを設けて、充填口を
前面中央位置に回動させるようにしてある。

【０００９】また、充填容器を回転可能に把持する把持
装置をそなえたマニプレータと、前記第１センサーおよ
び第２センサーをそなえて充填容器に向かって昇降し、
バルブのハンドル上面を基準にした位置まで下降する正
対装置と、上下動可能にバルブ開閉装置と充填ノズルを
設けた充填機とをそなえ、マニプレータに把持された充
填容器を充填口の方向を前記正対装置で一定方向に整え
て充填機に搬送させ、充填機での充填口の位置を充填ノ
ズルの挿入方向に合致させ、充填ノズルを充填口に挿入
させるようにしている。

【００１０】

【作用】したがって、第１センサーによって、バルブの
充填口の前後方向を判別して充填口の位置を前向きに回
転させ、第２センサーの平行ビームのそれぞれの検出値
が同じ状態になる位置に充填容器を回動させることによ
って、両方のビーム間に充填口を位置させ、充填口の方
向を一定の範囲内に位置させる。

【００１１】このように、充填口の位置決めをする第１
センサーと第２センサーをそなえた正対装置を、マニプ
レータの把持装置により中心位置に支持した充填容器の
上に下降させ、第１センサーと第２センサーの検出結果
により充填容器を回動させて充填口の位置決めを行わ
せ、マニプレータによって位置決め保持された充填容器
を充填機に移動させ、充填機の充填ノズル位置に、充填
容器の充填口を合致させて充填ノズルを自動的に充填口
に挿入連結させる。

【００１２】

【実施例】これを図に示す実施例について説明する。１
は充填容器２の供給コンベヤ、３は供給コンベヤ端に設
けたセンタリング装置、５は充填容器を移動させるマニ
プレータ、５０はマニプレータのアームに取り付けた把
持装置、６は充填機で、この実施例ではマニプレータの
両側に設けてある。７は排出コンベヤ、８はプッシャー
である。

【００１３】センタリング装置３は、図３に示すように
供給コンベヤ１の面から上昇し、充填容器２を支持する
押上回転装置３０と、バルブの方向を検出する正対装置
１０をそなえている。

【００１４】押上回転装置３０は、シリンダー３１で昇
降する押上台３２の上に、充填容器２の底面を支持する
回転台３３をそなえ、回転台３３に設けたウォームホイ
ル３４を図示しないウォームを介してサーボモータで回
転させるようにしてある。この押上回転装置３０の両側
に設けた支柱４０に、正対装置１０が図示しない駆動装
置により昇降可能に支持されている。

【００１５】正対装置１０は図４に示すように、枠体１
１内に取り付けた支持梁１２に、ばね１３で支持された
当て板１４を設け、正対装置１０が下降して当て板１４
がバルブ２０のハンドル２３の上面に当たった位置（実
際には、さらに僅かな一定量だけ下がった位置）で停止
保持される。

【００１６】この停止位置で、図１に詳記するように、
バルブの安全弁２２の上面と充填口２１の上面との段差
Ａ内を安全弁２２の上部でバルブの横方向に通るビーム
を放射する第１センサー１５と、バルブ２０の前面上方
から、充填口２１の前面両側に向けて取り付け、バルブ
の充填口２１の外径より大きい適宜間隔Ｂで平行なビー
ムを放射する第２センサー１６とを設けている。

【００１７】４１は枠体１１の一方の内面を駆動モータ
４２によりギヤ４３、ラック４４を介して縦方向に移動
する摺動台で、この摺動台４１に横方向のガイド軸４５
に支持されて開閉装置たとえばシリンダー４６で相互に
開閉される挟み板４７、４７を設けている。４８は摺動
台４１のストッパーである。

【００１８】マニプレータ５のアーム先端に設けた把持
装置５０は、両側の挟持腕５１、５１がアクチエータ５
２で両側に均等に開閉し、各挟持腕に設けた水平ローラ
５３により、充填容器２を各水平ローラ相互の中心位置
に保持させる。

【００１９】排出コンベヤ７の端部に設置した充填機６
は、支柱６０に吊持され、ガイド棒６１に沿って昇降し
ストッパー６３で定位置に保持される支持台６２に、バ
ルブ開閉器６４と充填ノズル６５をそなえており、６６
は秤量器に連結された秤量器ローラである。このような
充填機は既に広く用いられている。

【００２０】つぎに動作を説明する。供給コンベヤ１で
順次に供給される充填容器２は、センタリング装置３で
マニプレータ５の把持装置５０によって、把持装置の中
心に保持されるとともに、供給コンベヤ端の押上回転装
置３０で供給コンベヤ面から押し上げられ、把持装置５
０を少し緩めて充填容器２を回転台３３上に載置させ
る。

【００２１】このようにマニプレータ５の把持装置５０
で、充填容器２がセンタリング装置３の中心位置に置か
れると、センタリング装置３の両側の支柱４０に支持さ
れた正対装置１０が下降し、正対装置に設けた当て板１
４がバルブ２０のハンドル２３の上面に当たり、ばね１
３を圧縮して所定位置で停止する（図４）。この正対装
置の下降停止位置、すなわちバルブ２０の上面の位置は
マニプレータ５に記憶される。

【００２２】正対装置１０が下降した位置で、第１セン
サー１５のビーム１５ａがバルブ２０の後ろ側（図１の
左側）に放射される。したがって、図１に実線で示すよ
うにバルブ２０の充填口２１が前側になっていれば、ビ
ーム１５ａは段差Ａ内を通過して受光器に入り、充填口
２１が前向きになっていることを検出する。

【００２３】しかし、図１（ａ）に点線で示すように充
填口２１が後ろ側になっていると、充填口上面がビーム
位置より高いために、ビーム１５ａが遮られ、第１セン
サー１５からの指令により、充填容器２を押上回転装置
３０で回転させて、ビーム１５ａがバルブ２０で遮られ
ない状態にし、充填口２１を横ないし前向きに位置させ
る。

【００２４】また、第２センサー１６、１７は距離測定
センサーで、偏心や誤差を考慮して充填口２１の幅より
若干大きい間隔Ｂに調整された平行なビーム１６ａ、１
７ａをバルブ２０の前面上方から充填口中央部の両側に
斜め方向から放射しており、バルブ２０が図１（ｂ）に
点線で示すように、正面位置から傾いた状態では、ビー
ム１６ａは充填容器まで放射されるが、ビーム１７ａが
バルブで遮られ、測定距離の差を生じてバルブの傾きと
方向を検出し、充填容器２をビーム１６側に回動させ
る。ビーム１６ａ、１７ａがいずれもバルブ２０で遮ら
れずに充填容器に達する位置まで充填容器２を回動させ
ることにより、充填口２１を中央前向きにして、充填ノ
ズルの挿入に支障のない許容角度内に整えることができ
る。

【００２５】なお、第２センサー１６、１７を図４の１
６ｂで示すように、バルブ位置の正面に設けて、充填口
２１の中央位置の両側にビームを放射させるようにして
おけば、充填口２１の方向が所定範囲内にあれば、両方
のビームがバルブ側面を通過するが、充填口２１が図１
（ｂ）のように傾いていれば、バルブに当たって測定距
離の差を生じるので、充填容器を測定距離の長い側に回
転させればよい。

【００２６】また、第１センサー１５をバルブの前側に
置いて、ビーム１５ａが遮られたときに充填口２１が前
向きに位置していることを判別するようにしてもよい。

【００２７】第１センサーおよび第２センサーにより充
填口２１の位置を整えたのちに、摺動台４１を下降さ
せ、挟み板４７を図４の点線位置にして開閉装置４６に
よって閉じ、充填口２１と安全弁２２を両側から挟む
と、充填口と安全弁の径がほぼ等しいので、充填口２１
の方向をさらに正確に修正することができる。

【００２８】このように、センタリング装置３で第１セ
ンサー１５と第２センサー１６、１７によりバルブの充
填口２１を一定方向に修正した充填容器２を、マニプレ
ータ５の把持装置５０により、バルブから一定の下方位
置で保持させる。このとき正対装置１０の下降時に当て
板１４がハンドル２３に当ったバルブ位置をマニプレー
タ５に記憶させており、この位置を基準に一定間隔下の
位置を把持装置５０で把持し、押上回転装置３１を下降
させる。

【００２９】充填容器２を把持したマニプレータ５は、
アームを所定の高さに保持して左右いずれかの充填機６
へ回動する。したがって、充填容器２はバルブ位置が充
填容器の高さに関係なく一定の高さに把持された状態
で、充填機６の所定位置に搬送される。

【００３０】充填機６に搬送された充填容器２は、マニ
プレータ５の操作で、搬送位置から定位置にある充填ノ
ズル６５の位置まで押し上げられ、図５矢印のように充
填ノズル６５側に引きつけて、充填口２１に充填ノズル
６５を挿入させ、バルブ開閉器６４を下降させハンドル
２３に挿入する。

【００３１】充填ノズル６５が挿入されると、マニプレ
ータ５は支持台６２とともに、充填容器２を下降させて
秤量器ローラ６６上に降ろし、秤量器ローラに連結され
た秤量器で所定重量になるまで測定しながら充填が行わ
れる。この間にマニプレータ５は、把持装置５０を開い
てセンタリング装置３へ復帰し、つぎの充填容器を挟持
する。充填が終わった充填容器２は、プッシャー８で排
出コンベヤ７から排出され、充填機６の支持台６２は待
機位置に上昇する。

【００３２】なお、図６に示すように、充填ノズル６５
の両側にガイド爪６７を設け、このガイド爪６７の先端
部内側にそれぞれテーパー面６８と引っかけ段部６９を
そなえ、ガイド爪６７が充填口２１の両側に挿入される
ようにしておけば、充填口２１と充填ノズル６５の位置
が偏心や誤差などによってずれていても、テーパー面６
８により充填ノズル６５を充填口に誘導し、充填ノズル
を挿入した状態で、引っかけ段部６９の先端がバルブの
後ろ側面に係合して挿入を確実に保持させることができ
る。充填が終わると、エアシリンダー７０でガイド爪６
７を開いて充填ノズルを引き離す。

【００３３】また、第２センサー１６、１７をねじ棒１
８にねじ方向を逆にして取り付け、ねじ棒１８の回転で
相互に接近、離開するように構成し、充填口２１の方向
を整えた後に、図７に示すように、第２センサーの間隔
Ｂを縮小させると、バルブ２０の中心が充填容器本体の
中心から偏心している場合は、偏心した側のセンサー
（図では１６）が先に充填口２１の縁を検出し、次いで
他方のセンサー１７が他方の縁を検出する。したがっ
て、その差の半分の値が偏心値δとなり、この値をマニ
プレータ５に与えて、充填容器２を充填機６へ搬送させ
るときにバルブの偏心位置を修正させることができる。

【００３４】なお、センタリング装置３におけるバルブ
の充填口２１の方向を、実施例で説明した方向と反対向
きにして整えることもでき、充填機６の充填ノズル６５
を支柱６０側に設けて、搬送位置で充填口２１を充填ノ
ズル６５と対向させることもできる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上述のように、充填容器を回転
可能に支持し、バルブの安全弁上面と充填口上面との段
差内を通るビームをそなえた第１センサーで、充填口の
前後を検出し、バルブ前方の中央位置からバルブの充填
口の幅に応じた適宜間隔で平行に放射されるビームをそ
なえた第２センサーによって、充填口の左右の傾きを検
出して、充填口が前面中央になるように充填容器を回動
させるので、簡単なセンサーにより、充填口の位置を検
出し、充填口方向の修正を容易に行い確実な位置決めが
できる。

【００３６】また、充填容器を回転可能に把持する把持
装置をそなえたマニプレータと、充填容器のバルブのハ
ンドルで位置決めされる正対装置と、上下動可能にバル
ブ開閉装置と充填ノズルを設けた充填機とをそなえ、前
記正対装置にバルブの安全弁上面と充填口上面との段差
内を通るビームをそなえた第１センサーと、バルブ前方
の中央位置からバルブの充填口の幅に応じた適宜間隔で
平行に放射されるビームをそなえた第２センサーとを設
けて、マニプレータに把持された充填容器の充填口を一
定方向に整えて充填機に搬送させるようにしてあるの
で、充填機に搬送される充填容器の充填口の方向と位置
が、充填ノズルの挿入方向および位置と一致しており、
充填ノズルの挿入を自動化することができ、充填容器の
供給から充填までの操作をすべて自動化し、充填を安全
確実に行い、充填作業の能率を向上させる効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による充填口の位置決めを説明するため
の実施例を示す側面図と上面図である。

【図２】本発明の充填装置の実施例を示す上面図で、一
部を断面にしてある。

【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図４】図３のＹ−Ｙ線に沿う拡大断面図である。

【図５】充填機の実施例断面図である。

【図６】充填ノズルの実施例を示す上面図である。

【図７】充填口の偏心を検出する説明図である。

【符号の説明】

１ 供給コンベヤ ２ 充填容器 ３ センタリング装置 ５ マニプレータ ６ 充填機 ７ 排出コンベヤ ８ プッシャー １０ 正対装置 １１ 枠体 １２ 支持梁 １３ ばね １４ 当て板 １５ 第１センサー １６、１７ 第２
センサー １８ ねじ棒 ２０ バルブ ２１ 充填口 ２２ 安全弁 ２３ ハンドル ３０ 押上回転装置 ３１ シリンダー ３２ 押上台 ３３ 回転台 ３４ ウォームホイル ４０ 支柱 ４１ 摺動台 ４２ 駆動モータ ４３ ギヤ ４４ ラック ４５ ガイド軸 ４６ 開閉装置 ４７ 挟み板 ４８ ストッパー ５０ 把持装置 ５１ 挟持腕 ５２ アクチエータ ５３ 水平ローラ ６０ 支柱 ６１ ガイド棒 ６２ 支持台 ６３ ストッパー ６４ バルブ開閉器 ６５ 充填ノズル ６６ 秤量器ローラ ６７ ガイド爪 ６８ テーパー面 ６９ 引っかけ段
部 ７０ エアシリンダー Ａ 段差

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填容器を回転可能に支持し、バルブの
   安全弁上面と充填口上面との段差内で、安全弁の上部を
   横方向に通るビームをそなえた第１センサーと、バルブ
   前方の中央位置からバルブの充填口の幅に応じた適宜間
   隔で平行に放射されるビームをそなえた第２センサーを
   設け、第１センサーで充填口の前後方向を検出し、第２
   センサーで充填容器の回転位置を、充填口が前面中央に
   なるように位置決めすることを特徴とするガス充填装
   置。
2. 【請求項２】 充填容器を回転可能に把持する把持装置
   をそなえたマニプレータと、充填容器に向かって下降し
   バルブのハンドルを基準にして位置決めされる正対装置
   と、上下動可能にバルブ開閉装置と充填ノズルを設けた
   充填機とをそなえ、前記正対装置に、バルブの安全弁上
   面と充填口上面との段差内で、安全弁の上部を横方向に
   通るビームをそなえた第１センサー、およびバルブ前方
   の中央位置からバルブの充填口の幅に応じた適宜間隔で
   平行に放射されるビームをそなえた第２センサーを設
   け、マニプレータに把持された充填容器の充填口を、正
   対装置で一定方向に整えて充填機に搬送させることを特
   徴とするガス充填装置。