JPH09189400A

JPH09189400A - ボンベ元弁作動装置

Info

Publication number: JPH09189400A
Application number: JP234996A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Kaneko; 静夫金子
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はアクチュエータの回動軸の摺動抵抗
によりボンベの元弁がスムーズに開閉しないといった問
題を解決するものである。【解決手段】アクチュエータボックス５の駆動軸２０
には、回動軸２８が上下方向に摺動可能に嵌合されてい
る。回動軸２８はボンベ１の元弁４が弁開駆動される
際、附勢機構４０の空気圧により上方に附勢される。ア
クチュエータボックス５の駆動力は、回転伝達機構６
（回動軸２８、第１の自在継手２９、第２の自在継手３
１、第３の自在継手３３、チャック３５）を介して元弁
４のハンドル４ａに伝達され、元弁４のハンドル４ａは
駆動軸２０の駆動力により回動すると共に上下動する。
そして、元弁４のハンドル４ａを弁開方向に回動させて
ハンドル４ａが上動するとき、回動軸２８が附勢機構４
０の附勢力により上方に摺動して元弁４をスムーズに開
弁動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボンベ元弁作動装置
に係り、特にボンベに充填されたガスを安定供給できる
よう構成したボンベ元弁作動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体製造工程で使用される半導
体用材料ガス等を貯蔵するボンベは、排気ダクトを備え
たボンベ収納ボックス内に収納されており、ボンベ上部
にはボンベ内のガスを外部に供給するためボンベを開閉
する元弁が取付けられている。そして、ボンベ収納ボッ
クスには、ボンベの元弁を開閉させるためのアクチュエ
ータを有するボンベ元弁作動装置が設けられている。

【０００３】このボンベ元弁作動装置は、遠隔操作によ
りアクチュエータが駆動される構成であり、その従来例
としては、本出願人が先に提案した特開昭６２−４１４
９６号公報により開示されたものがある。この公報の装
置では、ボンベの上方にアクチュエータを設け、ボンベ
設置現場より離れた場所に設けた操作器からの操作信号
をアクチュエータに供給するようになっている。また、
アクチュエータは、ピストン・シリンダ機構よりなり、
シリンダにはピストンの両側に形成された一対のシリン
ダ室に圧縮空気を供給する一対の空気配管が接続されて
いる。そのため、アクチュエータは、一方のシリンダ室
に圧縮空気が供給されると、ピストンが弁開方向に駆動
され、他方のシリンダ室に圧縮空気が供給されると、ピ
ストンが弁閉方向に駆動される構成となっている。

【０００４】ピストンの直線運動は、ピストンに設けら
れたラックと、ラックに螺合するピニオンを介して回転
運動に変換される。このピニオンは、アクチュエータを
上下方向に貫通する駆動軸の外周に形成されている。さ
らに、駆動軸は中空状に形成されており、この中空孔の
内周には三角歯セレーションが設けられている。そし
て、ボンベの元弁のハンドルに結合されたチャックは、
自在継手を介して上記駆動軸の中空孔に挿通される回動
軸に連結されている。

【０００５】この回動軸の外周には、上記中空孔の三角
歯セレーションに対応するスプラインが軸方向に延在形
成されている。そのため、回動軸は駆動軸の中空孔に対
して軸方向（上下方向）に摺動可能に設けられている。
このように、ピストンに対する回動軸の挿入高さ位置を
変更することができるので、高さの異なるボンベの元弁
をアクチュエータで作動させる場合には、駆動軸を上下
方向に摺動させて元弁のハンドルに結合されるチャック
の高さ位置を調整することができるようになっている。
また、ピストンに駆動されて回動する駆動軸の駆動トル
クが自在継手を介して元弁のハンドルに結合されたチャ
ックに伝達される。

【０００６】また、元弁のハンドルを回動させて開弁又
は閉弁させる際は、ハンドルが結合された弁軸がねじに
より元弁本体に螺合しており、ハンドルが開弁又は閉弁
方向に回動すると共に弁軸及びハンドルが軸方向である
上下方向に変位するため、開閉動作と共にチャックも上
下動することになる。そのため、ピストンの摺動により
駆動軸が回動されると共に回動軸が駆動軸の中空孔を摺
動しながら回動して元弁のハンドルを弁開方向又は弁閉
方向に駆動する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボンベ
元弁作動装置では、上記のようにピストンに駆動される
駆動軸に対して回動軸が上下方向に摺動することができ
る構成であるが、元弁の開弁動作又は閉弁動作により回
転方向の駆動トルクがかかるとスプライン状に形成され
た駆動軸の中空孔と当該中空孔に挿通された回動軸との
摩擦が増大して回動軸が軸方向にスムーズに摺動できな
くなる場合がある。

【０００８】そのため、従来は、元弁の開弁動作又は閉
弁動作によりハンドルが軸方向に変位したときアクチュ
エータの駆動軸に対して回動軸が軸方向にスムーズに摺
動しないため、元弁の開弁動作又は閉弁動作が遅れてし
まったり、アクチュエータが動作途中で停止してしまう
おそれがあった。

【０００９】そこで、本発明は上記問題を解決したボン
ベ元弁作動装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガスが封入さ
れたボンベと、該ボンベに取り付けられ該ボンベを開閉
する元弁と、一端が該元弁のハンドルに結合され、他端
が自在継手を介して回動軸に連結された回転伝達部材
と、該回動軸が軸方向に摺動可能に挿入され該回動軸を
回動させて該元弁を開閉作動するアクチュエータとを有
するボンベ元弁作動装置において、前記元弁の開動作又
は閉動作に伴う前記回動軸の軸方向変位を助勢するよう
に前記回動軸を附勢する附勢手段を設けたことを特徴と
するものである。

【００１１】従って、本発明によれば、元弁の開動作又
は閉動作に伴う回動軸の軸方向変位を助勢するように回
動軸を附勢手段により附勢することができるので、元弁
の弁軸の軸方向に動作を吸収する方向に回動軸を摺動さ
せて元弁のハンドルをスムーズに駆動することができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明になるボ
ンベ元弁作動装置の一実施例を説明する。尚、図１はボ
ンベ元弁作動装置の全体構成を示す斜視図であり、図２
はボンベの元弁を開閉駆動させるアクチュエータボック
スの構成を示す縦断面図である。

【００１３】ボンベ１は内部に半導体用材料等に使用さ
れる液化ガス（例えばＳｉＨ₂Ｃｌ ₂，ＣＦ₃，ＷＦ₆
等）が充填され、箱状のボンベ収納ボックス２内に収納
されている。また、ボンベ１はボンベ収納ボックス２内
においてボンベ固定金具３により垂直状態に保持されて
いる。

【００１４】ボンベ１の上部には元弁４が取り付けられ
ている。この元弁４はハンドル４ａの回動方向により弁
体がシート部に対して離間方向又は当接方向に動作する
ように構成されており、ハンドル４ａの回動位置に応じ
た開弁位置、閉弁位置が設定されている。

【００１５】５はアクチュエータボックスで、ボンベ１
の上方に位置するようにボンベ収納ボックス２内のブラ
ケット２ａ上に設置されている。このアクチュエータボ
ックス５は、後述するように回転伝達機構６を介して元
弁４のハンドル４ａに連結されている。そのため、元弁
４はアクチュエータボックス５の回転駆動力が回転伝達
機構６を介してハンドル４ａに伝達されると、弁開又は
弁閉動作する。

【００１６】尚、本実施例では、アクチュエータボック
ス５がボンベ収納ボックス２の内部に設置された構成と
したが、アクチュエータボックス５をボンベ収納ボック
ス２の天板上に設置してアクチュエータボックス５がボ
ンベ収納ボックス２の上部に露出する構成としても良
い。

【００１７】９はコントロールボックスで、ボンベ収納
ボックス２より離れた場所に設けられている。また、コ
ントロールボックス９には、ボンベ収納ボックス２の前
面に設けられたリモートスイッチボックス１０が接続さ
れている。このコントロールボックス９及びリモートス
イッチボックス１０には、夫々弁開スイッチ９ａ，１０
ａ、弁閉スイッチ９ｂ，１０ｂ、緊急遮断スイッチ９
ｃ，１０ｃが設けられている。

【００１８】１１は中継ボックスで、ボンベ収納ボック
ス２の側面に設けられ、圧縮空気を供給する空気配管１
２〜１４が接続されている。この中継ボックス１１に
は、供給された圧縮空気をアクチュエータボックス５の
弁開ポート又は弁閉ポート（図示せず）に分配するため
の電磁弁（図示せず）が配設されている。

【００１９】また、弁開スイッチ９ａ，１０ａがオンに
操作されると、中継ボックス１１の電磁弁が切り換わ
り、空気配管１２からの供給された圧縮空気が空気配管
１４を介して弁開ポートに導入されると共に、他方の弁
閉ポートの空気が空気配管１３を介して大気開放とされ
る。そのため、アクチュエータボックス５は弁開動作す
る。

【００２０】また、弁閉スイッチ９ｂ，１０ｂ又は緊急
遮断スイッチ９ｃ，１０ｃがオンに操作されると、中継
ボックス１１の電磁弁が切り換わり、空気配管１２から
の供給された圧縮空気が空気配管１３を介してアクチュ
エータボックス５の弁閉ポート（図示せず）に導入され
ると共に、他方の空気配管１４が大気開放とされる。そ
のため、アクチュエータボックス５は弁閉動作する。

【００２１】従って、作業者は、ボンベ１から離れた場
所に設けられたコントロールボックス９あるいはボンベ
１の設置場所に設けられたリモートスイッチボックス１
０を操作することにより、元弁４を弁開又は弁閉させる
ことができる。尚、上記中継ボックス１１は、コントロ
ールボックス９に組み込まれた構成とし、コントロール
ボックス９が中継ボックス１１の機能を兼ねる構成とし
ても良い。

【００２２】また、ボンベ１は、ロードセルを有する重
量測定器１５上に載置されている。この重量測定器１５
はボンベ１の重量を測定しており、すなわちボンベ１に
充填された液化ガスの使用量を測定している。そして、
後述する制御回路５６では重量測定器１５により検出さ
れた重量値に基づいてボンベ１の残量を演算し、ボンベ
交換時期を監視するとともに、ボンベ１の重量からボン
ベ交換時期になったことを報知する。

【００２３】図２はアクチュエータボックス５の内部構
造及び回転伝達機構６の構成を示す。アクチュエータボ
ックス５は、圧縮空気が供給される空気シリンダ１６
と、空気シリンダ１６内を摺動するピストン１７と、ピ
ストン１７に設けられたラック１８に噛合するピニオン
１９を有する駆動軸２０とを有する。

【００２４】ピストン１７は、空気シリンダ１６内にシ
リンダ室２１，２２を形成する第１，第２ピストン部２
３，２４と、第１，第２ピストン部２３，２４間を連結
するようにピストン摺動方向（Ｘ方向）に延在する連結
部２５とよりなる。この連結部２５には、上記ピニオン
１９が噛合するラック１８が一体に設けられており、ピ
ストン１７がＸ方向に摺動すると共に駆動軸２０が回動
してピストン１７の直線運動が駆動軸２０の回転運動に
変換される。駆動軸２０は連結部２５と直交する垂直方
向（Ｚ方向）に延在し、空気シリンダ１６の上，下壁部
に埋設された一対の軸受２６，２７により回動自在に軸
承されている。また、駆動軸２０は中空形状とされてお
り、その下端部は空気シリンダ１６の下方に突出してい
る。そして、駆動軸２０の下端部の中空部２０ａの内周
には三角歯セレーションが形成されている。

【００２５】回転伝達機構６は、駆動軸２０の中空部２
０ａに挿入された回動軸２８と、回動軸２８の下端に連
結された第１の自在継手２９と、軸３０を介して第１の
自在継手２９に連結された第２の自在継手３１と、軸３
２を介して第２の自在継手３１に連結された第３の自在
継手３３と、軸３４を介して第３の自在継手３３に連結
されたチャック３５とからなる。

【００２６】回動軸２８の外周には、中空部２０ａの三
角歯セレーションに対応する凹凸形状の三角歯セレーシ
ョンが形成されている。各三角歯セレーションは、軸方
向に延在する形状であるため、回動軸２８が駆動軸２０
の中空部２０ａ内を摺動することができるようになって
いる。そのため、元弁４のハンドル４ａを回動させる際
の上下方向の変位が回動軸２８の摺動動作により吸収さ
れる。

【００２７】また、回転伝達機構６は、第１の自在継手
２９、第２の自在継手３１、第３の自在継手３３が直列
に連結されているので、従来のものよりも自由度が高く
フレキシブルな構成となっている。そして、第２の自在
継手３１には、カップ状に形成された曲げ角度規制部材
３６が取り付けられている。

【００２８】この曲げ角度規制部材３６は、軸３０に摺
動自在に嵌合され、ロックねじ３７の締め付けにより任
意の位置に固定される。第２の自在継手３１は傾斜角度
規制部材３６の取付位置において、曲げ角度規制部材３
６の下端側に設けられた開口３６ａが軸３２に当接する
ことにより軸３０と軸３２との曲げ角度が規制される。
そのため、第２の自在継手３１は曲げ角度規制部材３６
により軸３０と軸３２との曲げ角度が鋭角になって曲が
り過ぎてしまうことが防止される。

【００２９】また、第３の自在継手３３に軸３４を介し
て連結されたチャック３５は、元弁４のハンドル４ａの
全周を覆うように形成されており、取付ネジ３５ａの締
め付けにより縮径されてハンドル４ａの外周に嵌合した
状態で締結される。そのため、駆動軸２０は、上記のよ
うに構成された回転伝達機構６（回動軸２８、第１の自
在継手２９、第２の自在継手３１、第３の自在継手３
３、チャック３５）を介して元弁４のハンドル４ａに連
結される。

【００３０】従って、空気シリンダ１６の弁開ポート１
６ａ又は弁閉ポート１６ｂに圧縮空気が供給されると、
空気シリンダ１６内のピストン１７が弁開方向又は弁閉
方向に駆動される。その駆動力は、上記回動軸２８、第
１の自在継手２９、第２の自在継手３１、第３の自在継
手３３、チャック３５を介して元弁４のハンドル４ａに
伝達される。このように、元弁４はハンドル４ａが回動
されることにより、弁開又は弁閉してガス供給管路３８
へ吐出される流量が調整される。

【００３１】さらに、アクチュエータボックス５の上部
には、駆動軸２０の回動角度を検出する回動角度検出機
構３９と、元弁４の開動作に伴う回動軸２８の軸方向変
位を助勢するように回動軸２８を附勢する附勢機構（附
勢手段）４０が配設されている。

【００３２】回動角度検出機構３９は、駆動軸２０の上
端に設けられた回転体４１の外周に取り付けられた全開
位置検出片４２，全閉位置検出片４３と、回転体４１の
外側に配設され全開位置検出片４２，全閉位置検出片４
３が当接すると検出信号を出力する全開位置検出用リミ
ットスイッチ４４，全閉位置検出用リミットスイッチ４
５とからなる。

【００３３】従って、駆動軸２０がピストン１７の摺動
により回動されて元弁４のハンドル４ａが全開位置又は
全閉位置に回動されると、全開位置検出用リミットスイ
ッチ４４又は全閉位置検出用リミットスイッチ４５が全
開位置検出片４２又は全閉位置検出片４３がオンに切り
換わって検出信号を制御回路５６に出力して全開位置又
は全閉位置が検出される。

【００３４】附勢機構４０は、アクチュエータボックス
５の上部のブラケット４６に支持されたシリンダ４７
と、シリンダ４７内を上下方向に摺動するピストン４８
と、ピストン４８に連結されたピストンロッド４９と、
シリンダ４７内に圧縮空気を供給する空気供給管路５０
と、空気供給管路５０に配設された切換弁５１とからな
る。

【００３５】切換弁５１は、ソレノイドを有し、制御回
路５６からの制御信号により励磁されて切り換わる２ポ
ート２位置オフセット弁よりなる。また、空気供給管路
５０は、コンプレッサ等の空気源５２に接続されてお
り、切換弁５１より上流側には減圧弁５３が配設されて
いる。従って、空気源５２から供給された空気は、減圧
弁５３により予め設定された圧力に減圧されてシリンダ
４７へ供給される。尚、減圧弁５３では、回動軸２８を
上方に附勢する力が大き過ぎてボンベ１を持ち上げた
り、あるいは回動軸２８を上方に附勢する力が弱過ぎて
回動軸２８が上方に摺動できないといった不都合が生じ
ないようにシリンダ４７へ供給される圧力を減圧してい
る。

【００３６】そして、シリンダ４７の下端には空気供給
管路５０が接続された接続孔５４が設けられ、シリンダ
４７の上端には大気に連通された通気孔５５が配設され
ている。よって、切換弁５１の切り換え動作により空気
供給管路５０からの圧縮空気がシリンダ４７の下室４７
ａに供給されると、ピストン４８が上方に駆動され、且
つ上室４７ｂの空気が通気孔５５から大気中に排気され
る。

【００３７】ピストンロッド４９の下端は、ボールジョ
イント５６を介して回動軸２８の上端に連結されてい
る。従って、シリンダ４７は下室４７ａに圧縮空気が供
給されると、ピストン４８が上方に駆動されて回動軸２
８を上方に附勢し、元弁４のハンドル４ａの上下動に伴
う回動軸２８の摺動動作を補助することができる。

【００３８】上記のような構成とされたアクチュエータ
ボックス５からの弁開方向の駆動力が回転伝達機構６を
介して全閉状態の元弁４のハンドル４ａに伝達される
と、ハンドル４ａが全閉位置から弁開方向に回動され
る。その際、ハンドル４ａはねじのピッチに応じたスト
ロークだけ上動することになるが、回動軸２８がその分
上方に摺動しない場合にはボンベ１にハンドル４ａを上
動させようとする力の反力が作用して重量測定器１５に
より測定された重量がボンベ１の実際の重量よりも重く
測定されてしまう。その結果、ボンベ１が空の状態であ
るのにまだ残量があるものと判断することになり、ボン
ベ交換が遅れてしまう。

【００３９】そこで、本実施例では、元弁４の開弁動作
時、上記シリンダ４７に空気を供給して回動軸２８を上
方に附勢することにより、ボンベ１に余分な荷重がかか
らないようにしている。ここで、上記アクチュエータボ
ックス５の動作と共に元弁４の開閉動作について説明す
る。尚、図３は元弁４が全閉であるときの動作状態を示
し、図４は元弁４が全開であるときの動作状態を示す。

【００４０】元弁４が全閉であるときは、アクチュエー
タボックス５のピストン１７がＸｂ方向に変位してお
り、且つ第１の自在継手２９、第２の自在継手３１、第
３の自在継手３３が直線状の配置された状態にある。弁
開スイッチ９ａ，１０ａがオンに操作されると、切換弁
５１が励磁されて切り換わるため、空気源５２からの圧
縮空気が空気供給管路５０を介してシリンダ４７の下室
４７ａに供給される。そのため、附勢機構４０のピスト
ン４８が空気圧力により上方に押圧され、回動軸２８を
上方に附勢する。

【００４１】次に空気シリンダ１６の右側のシリンダ室
２２に圧縮空気が供給され、ピストン１７が図３に示す
全閉位置から図４に示す全開位置へＸａ方向に駆動され
る。そのため、ピストン１７のラック１８に噛合するピ
ニオン１９を有する駆動軸２０が回転駆動され、その回
転駆動力は回動軸２８、第１の自在継手２９、第２の自
在継手３１、第３の自在継手３３、チャック３５を介し
て元弁４のハンドル４ａに伝達される。

【００４２】これにより、元弁４のハンドル４ａは弁開
方向に駆動され、上方にストロークＳだけ上動する。そ
の際、回動軸２８が附勢機構４０により上方に附勢され
ているため、回動軸２８は元弁４の弁開動作とともに駆
動軸２０の中空部２０ａ内を上方に摺動することができ
る。また、第１の自在継手２９、第２の自在継手３１、
第３の自在継手３３はく字状に曲げられてハンドル４ａ
の上昇ストロークＳを吸収する。

【００４３】また、元弁４が全開状態から全閉状態に弁
閉動作させる際は、上記とは逆に空気シリンダ１６の左
側のシリンダ室２１に圧縮空気が供給され、ピストン１
７が図４に示す全開位置から図３に示す全閉位置にＸｂ
方向に駆動される。そして、回動軸２８は、元弁４の弁
閉動作とともに、自重により駆動軸２０の中空部２０ａ
内を下方に摺動する。また、第１の自在継手２９、第２
の自在継手３１、第３の自在継手３３は直線状に延在し
てハンドル４ａの下降ストロークＳを吸収する。

【００４４】次に制御回路５６が実行する処理につき図
５のフローチャートを参照して説明する。制御回路５６
は電源スイッチ（図示せず）がオンに操作されると、図
５に示す処理を実行する。ステップＳ１（以下「ステッ
プ」を省略する）において、弁開スイッチ９ａ，１０ａ
がオンに操作されると、Ｓ２に進み、切換弁５１を励磁
して切り換える。そのため、空気源５２からの圧縮空気
が空気供給管路５０を介してシリンダ４７の下室４７ａ
に供給され、附勢機構４０のピストン４８が空気圧力に
より上方に押圧される。よって、ピストン４８に連結さ
れた回動軸２８は、空気圧により上方に附勢され図３に
示すように第１の自在継手２９、第２の自在継手３１、
第３の自在継手３３は直線状に延在した状態になる。

【００４５】次のＳ３では、時間Ｔ経過した否かを判定
しており、切換弁５１が励磁されてから時間Ｔ経過する
と、Ｓ４に進み、アクチュエータボックス５を弁開動作
させる。すなわち、アクチュエータボックス５内に設け
られた空気シリンダ１６の右側のシリンダ室２２に圧縮
空気を供給し、ピストン１７をＸａ方向に摺動させて全
開位置に駆動する。

【００４６】これにより、アクチュエータボックス５の
駆動軸２０が弁開方向に回転駆動される。そして、駆動
軸２０の回転駆動力が回転伝達機構６の回動軸２８、第
１の自在継手２９、第２の自在継手３１、第３の自在継
手３３、チャック３５を介して元弁４のハンドル４ａに
伝達されるため、元弁４のハンドル４ａは弁開方向に駆
動される。

【００４７】次のＳ５では、元弁４が全開になったか否
かを判定する。すなわち、駆動軸２０の回動により全開
位置検出片４２が全開位置検出用リミットスイッチ４４
の接片に当接して検出信号が出力されると、元弁４が全
開になったと判定してＳ６に進む。そして、切換弁５１
を消磁させて、空気シリンダ１６の右側のシリンダ室２
２への空気供給を停止させる。

【００４８】次のＳ７では、重量測定器１５により測定
されたボンベ１の重量を読み込む。その際、回動軸２８
は附勢機構４０の空気圧により上方に附勢されているの
で、元弁４のハンドル４ａが上動すると共に上方に移動
する。従って、駆動軸２０に回転トルクが作用して摺動
抵抗が増大してもボンベ１にその反力が作用せず、ボン
ベ１の重量を正確に測定することができる。

【００４９】続いてＳ８では、測定されたボンベ重量と
予め設定された規定重量（空の状態のボンベ重量）と比
較し、ボンベ重量が規定重量以下であるときはＳ９に進
み、ボンベ交換時期であることを報知する。しかし、測
定されたボンベ重量が規定重量以上であるときは、Ｓ９
の処理を省略してＳ１０に進む。このＳ１０では、弁閉
スイッチ９ｂ，１０ｂがオンに操作された否かを判定し
ており、弁閉スイッチ９ｂ，１０ｂがオンでないときは
Ｓ７に戻り、上記Ｓ７〜Ｓ１０の処理を繰り返す。

【００５０】そして、Ｓ１０において、弁閉スイッチ９
ｂ，１０ｂがオンに操作されたときは、Ｓ１１に進み、
アクチュエータボックス５を弁閉動作させる。すなわ
ち、アクチュエータボックス５内に設けられた空気シリ
ンダ１６の左側のシリンダ室２１に圧縮空気を供給し、
ピストン１７をＸｂ方向に摺動させて全閉位置に駆動す
る。

【００５１】これにより、アクチュエータボックス５の
駆動軸２０が弁閉方向に回転駆動される。そして、駆動
軸２０の回転駆動力が回転伝達機構６の回動軸２８、第
１の自在継手２９、第２の自在継手３１、第３の自在継
手３３、チャック３５を介して元弁４のハンドル４ａに
伝達されるため、元弁４のハンドル４ａは弁閉方向に駆
動される。

【００５２】次のＳ１２では、元弁４が全閉になったか
否かを判定する。すなわち、駆動軸２０の回動により全
閉位置検出片４３が全閉位置検出用リミットスイッチ４
５の接片に当接して検出信号が出力されると、元弁４が
全閉になったと判定して一連の処理を終了する。

【００５３】図６はアクチュエータボックス５、附勢機
構４０の切換弁５１、開閉操作信号のタイミングチャー
トである。弁開スイッチ９ａ，１０ａがオンに操作され
ると、附勢機構４０の切換弁５１が励磁されて空気源５
２からの圧縮空気が空気供給管路５０を介してシリンダ
４７の下室４７ａに供給され、ピストン４８が空気圧力
により上方に押圧される。その後、アクチュエータボッ
クス５の駆動軸２０が弁開方向に駆動されるため、駆動
軸２０に回転トルクが作用する前に回動軸２８を上方に
附勢して元弁４のハンドル４ａの上動を許容することが
でき、元弁４をスムーズに開弁させることができる。

【００５４】また、元弁４が全開になった時点で附勢機
構４０の切換弁５１が消磁されてシリンダ４７の下室４
７ａへの空気供給が停止されるため、通常のガス使用状
態になると、回動軸２８を附勢する力がなくなり、重量
測定器１５は附勢機構４０の影響を受けずボンベ１の重
量のみを測定することができ、ボンベ１のガス残量を正
確に求めることができる。

【００５５】また、弁閉スイッチ９ｂ，１０ｂがオンに
操作されるときは附勢機構４０が動作せず、アクチュエ
ータボックス５の駆動軸２０が弁閉方向に駆動される
が、元弁４のハンドル４ａからの反力が作用せず、回動
軸２８は駆動軸２０の回動によりスムーズに弁閉方向に
駆動される。

【００５６】図７は本発明の変形例を示す。この変形例
では、シリンダ４７の上端には空気供給管路５０が接続
された接続孔５４が設けられ、シリンダ４７の下端には
大気に連通された通気孔５５が配設されている。よっ
て、切換弁５１の切り換え動作により空気供給管路５０
からの圧縮空気がシリンダ４７の上室４７ｂに供給され
ると、ピストン４８が下方に駆動され、且つ下室４７ａ
の空気が通気孔５５から大気中に排気される。

【００５７】従って、附勢機構４０は、元弁４の弁閉動
作に伴う回動軸２８の軸方向変位を助勢するように回動
軸２８を附勢するように構成されている。そのため、元
弁４の弁閉動作をスムーズに行うことができる。すなわ
ち、弁閉スイッチ９ｂ，１０ｂがオンに操作されると、
切換弁５１が励磁されて切り換わるため、空気源５２か
らの圧縮空気が空気供給管路５０を介してシリンダ４７
の上室４７ｂに供給される。そのため、附勢機構４０の
ピストン４８が空気圧力により下方に押圧され、回動軸
２８を下方に附勢する。

【００５８】次に空気シリンダ１６の左側のシリンダ室
２３に圧縮空気が供給され、ピストン１７が全開位置か
ら全閉位置へＸａ方向に駆動される。そのため、ピスト
ン１７のラック１８に噛合するピニオン１９を有する駆
動軸２０が回転駆動され、その回転駆動力は回動軸２
８、第１の自在継手２９、第２の自在継手３１、第３の
自在継手３３、チャック３５を介して元弁４のハンドル
４ａに伝達される。

【００５９】このように、元弁４のハンドル４ａが弁閉
方向に駆動されるとき、ハンドル４ａは下方にストロー
クＳだけ下動する。その際、回動軸２８が附勢機構４０
により下方に附勢されているため、回動軸２８は元弁４
の弁閉動作とともに駆動軸２０の中空部２０ａ内を下方
にスムーズに摺動することができる。

【００６０】尚、上記実施例では、元弁４を弁開する際
に回動軸２８を附勢機構４０により上方に附勢する構
成、あるいは元弁４を弁閉する際に回動軸２８を附勢機
構４０により下方に附勢する構成を一実施例として説明
したが、これに限らず、元弁４を弁開する際に回動軸２
８を上方向に附勢し、且つ元弁４を弁閉する際に回動軸
２８を下方向に附勢する構成としても良いのは勿論であ
る。

【００６１】また、上記実施例では、附勢機構４０に空
気圧により回動軸２８を附勢する空気シリンダ機構を用
いたが、これに限らず、例えば油圧により回動軸２８を
附勢する油圧シリンダ機構を用いても良い。また、上記
実施例では、附勢機構４０が回動軸２８を附勢する構成
としたが、これに限らず、例えば駆動軸２０がピストン
１７のラック１８に対して上下方向に摺動する構成であ
る場合には、駆動軸２０を附勢する構成とする。

【００６２】また、上記実施例では、ボンベ１内に半導
体製造工程で使用される液化ガスが充填された場合を一
例として説明したが、これに限らず、此れ以外のガスが
充填されたボンベにも適用することができるのは勿論で
ある。また、上記実施例では、空気シリンダ１６とピス
トン１７を有するアクチュエータを用いて元弁４を開閉
させる構成を説明したが、これ以外のアクチュエータ
（例えば、モータや油圧シリンダ等）を使用する構成に
も適用することができる。

【００６３】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、元弁の開
動作又は閉動作に伴う回動軸の軸方向変位を助勢するよ
うに回動軸を附勢手段により附勢することができるの
で、元弁のハンドルや弁軸の軸方向の動作方向に回動軸
を摺動させることができ、ボンベの元弁をスムーズに開
閉駆動することができる。そのため、元弁の開閉動作が
遅れたりアクチュエータが途中で停止することが防止さ
れると共に、元弁を開弁させる際回動軸に回転トルクが
作用して回動軸に対する摺動抵抗が増大しても元弁のハ
ンドルや弁軸の軸方向の変位を吸収するように回動軸が
摺動動作して元弁に開閉動作の反力がかかることを防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるボンベ元弁作動装置の一実施例の
構成を示す斜視図である。

【図２】アクチュエータボックスの内部構造及び回転伝
達機構の構成を示す縦断面図である。

【図３】元弁が全閉であるときの動作状態を示す概略構
成図である。

【図４】元弁が全開であるときの動作状態を示す概略構
成図である。

【図５】制御回路が実行する処理のフローチャートであ
る。

【図６】元弁、附勢機構、開閉操作信号のタイミングチ
ャートである。

【図７】本発明の変形例を説明するための縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ボンベ２ボンベ収納ボックス４元弁５アクチュエータボックス６回転伝達機構９コントロールボックス９ａ，１０ａ弁開スイッチ９ｂ，１０ｂ弁閉スイッチ９ｃ，１０ｃ緊急遮断スイッチ１０リモートスイッチボックス１１中継ボックス１５重量測定器１６空気シリンダ１７ピストン１８ラック１９ピニオン２０駆動軸２１，２２シリンダ室２８回動軸２９第１の自在継手３１第２の自在継手３２第３の自在継手３５チャック３６曲げ角度規制部材３９回動角度検出機構４０附勢機構４２全開位置検出片４３全閉位置検出片４４全開位置検出用リミットスイッチ４５全閉位置検出用リミットスイッチ４７シリンダ４８ピストン５０空気供給管路５１切換弁５３減圧弁５６制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスが封入されたボンベと、該ボンベに
取り付けられ該ボンベを開閉する元弁と、一端が該元弁
のハンドルに結合され、他端が自在継手を介して回動軸
に連結された回転伝達部材と、該回動軸が軸方向に摺動
可能に挿入され該回動軸を回動させて該元弁を開閉作動
するアクチュエータとを有するボンベ元弁作動装置にお
いて、前記元弁の開動作又は閉動作に伴う前記回動軸の軸方向
変位を助勢するように前記回動軸を附勢する附勢手段を
設けたことを特徴とするボンベ元弁作動装置。