JPH0539260Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、LPガス、プロパンガス、酸素等
（以下「ガス」という）をガス充填用ボンベ内に
充填するガス充填装置に関する。

〔従来の技術および考案が解決しようとする課題〕

従来のガス充填装置は、ガス充填用ボンベの充
填口部に着脱自在に係合してガスを供給する充填
ノズルと、ガス充填用ボンベの回転バルブと着脱
自在に係合する回転ヘツドと、該回転ヘツドを回
転駆動し、エアモータを駆動源とする駆動装置と
を備えている。

しかし、このような構成のガス充填装置では、
例えば、空気圧が異常に高くなつた場合、又はエ
アモータの異常等の場合、ガス充填用ボンベの回
転バルブを異常に強く締めすぎるおそれがある。

本考案は上記問題点に鑑み、ガス充填用ボンベ
の回転バルブの締めすぎを防止することのできる
ガス充填装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本考案によれば、
ガス充填用ボンベの充填口部に着脱自在に係合し
てガスを供給する充填ノズルと、前記ガス充填用
ボンベの回転バルブと着脱自在に係合する回転ヘ
ツドと、この回転ヘツドを回転駆動する駆動装置
とを備えたガス充填装置において、前記回転ヘツ
ドと前記駆動装置との間にクラツチ機構を設け、
このクラツチ機構は、予め設定された回転トルク
以下では、前記駆動装置の回転をすべりなく前記
回転ヘツドに伝達し、前記設定された回転トルク
以上では、前記駆動装置と前記回転ヘツドとの間
にすべりを生じさせるクラツチ機構であることを
特徴とするガス充填装置が提供される。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図は本考案の一実施例を示す全体構成図で
ある。同図において、ガス充填装置Ａは、ガス充
填用ボンベＢの充填口部１に抱着してガスを流入
充填するコネクタ部Ｃと、ガス充填用ボンベＢの
充填口部１の上端に突出する回転バルブ２に係合
してこの回転バルブ２を開閉する回転ヘツド４５
と、この回転ヘツド４５を回転駆動し、エアモー
タ４を駆動源とする駆動装置Ｄと、回転ヘツド４
５と駆動装置Ｄとの間に設けられたクラツチ機構
Ｅと、回転ヘツド４５を昇降させるエアシリンダ
３と、コネクタ部Ｃを支持する支持部Ｆとを具備
する。ガス充填装置Ａは、チエーン５によつて、
昇降可能に上方から吊り下げられている。

コネクタ部Ｃのシリンダ６内には、ピストン７
が摺動自在に嵌挿され、シリンダ６内を第１室８
と第２室９とに画成している。ピストン７には、
ピストン７と一体的に変位するロツド１０が取付
けられ、ロツド１０の先端部には、ガス充填用ボ
ンベＢの充填口部１に嵌合して、ガス充填用ボン
ベＢ内にガスを流入させる充填ノズル１１が取付
けられている。充填ノズル１１の後端部には、ガ
ス供給口１２が設けられ、図示しないガス供給用
ホースが接続される。手動操作により、第２室９
内にエアーが供給されると、充填ノズル１１は前
進し、充填口部１内に嵌合し、さらに充填口部１
に押圧されて、充填ノズル１１は開くこととな
る。第１室８内にエアーが供給された場合、充填
ノズル１１は後退し、コネクタ部Ｃは充填口部１
からはずれることとなる。そして、この際、ノズ
ル１１は閉じるので、ノズル先端からガスが漏れ
ることはない。

歯車１３は歯車軸１４の一端部に固着され、歯
車軸１４は、その一端で歯車１３の両側に配設さ
れた軸受１５を介して、歯車ボツクス１６内に取
付けられている。歯車軸１４の他端部にはキーが
形成され、歯車軸１４の中心部には、後述する回
転検出軸１７を通すための貫通孔が穿設されてい
る。歯車ボツクス１６の一端上面部には、空気圧
によつて正転、逆転可能なエアモータ４が設けら
れている。エアモータ４は、歯車軸１４の軸線と
平行な軸線を有する回転軸を有し、ピニオン歯車
１８はこの回転軸に固着され、この回転軸と一体
回転するようになつている。また、ピニオン歯車
１８は、歯車１３と噛合するように配置されてい
る。歯車ボツクス１６の下面には、歯車軸１４の
軸線と同軸に、略円筒状の軸カバー１９が取付け
られ、この軸カバー１９内に歯車軸１４のキー形
成部側が挿入されている。第１駆動軸２０の一端
には、キー溝を有する孔２０ａが同軸に穿設さ
れ、他端には第１駆動軸２０と同軸の第１デイス
ク２０ｂが一体形成されている。第１駆動軸２０
は、軸カバー１９内に同軸に配設され、歯車軸１
４のキーが、孔２０ａのキー溝に嵌合するよう
に、歯車軸１４の一端部は、孔２０ａに嵌挿され
る。これにより、歯車軸１４と第１駆動軸２０と
は同軸に連結され、エアモータ４の回転は、第１
デイスク２０ｂに伝達されることとなる。また、
第１駆動軸２０の中心部には、回転検出軸１７を
通すための孔２０ｆが貫通されている（第１図参
照）。

軸カバー１９は、略円筒状のガイド２１中に摺
動可能に挿入されている。フレーム部材２３は、
ガイド２１の上方部を囲繞する円筒部２３ａを有
し、この円筒部２３ａで、フレーム部材２３は、
ボルト２２によつて、ガイド２１の上方部に固定
されている。エアシリンダ３は、軸カバー１９の
側方で、ロツド３ａが軸カバー１９の軸線と平行
となるように、フレーム部材２３の円筒部２３ａ
から延在する延在部２３ｂに固着されている。連
接部材２４は、軸カバー１９の上端部を囲繞する
円筒部２４ａを有し、この円筒部２４ａで、連接
部材２４は軸カバー１９に固着されている。連接
部材２４は、その円筒部２４ａの下部から側方に
延びる延在部２４ｂで、エアシリンダ３のロツド
３ａに固着されている。フレーム部材２３の延在
部２３ｂの端部には、ロツド３ａの軸線と平行な
対向面を有する板状材２５が取付けられ、この対
向面上にリミツトスイツチLS１が配設されてい
る。連接部材２４の延在部２４ｂ端部の、LS１
と対向する面上に、突起２４ｃが配設される。エ
アシリンダ３のロツド３ａの上昇、下降にともな
い、エアモータ４、歯車ボツクス１６および軸カ
バー１９は一体的に上昇、下降する。そして、下
降端で、突起２４ｃがLS１に当接して、LS１を
オンさせるようになつている。

アーム部２６は、ガイド２１の下方部を囲繞す
る円筒部２６ａを有し、この円筒部２６ａでアー
ム部２６は、ガイド２１の下方部に固着されてい
る。アーム部２６は、円筒部２６ａから下方に延
び、その下端部で、Ｚ状部材２７の下部は、シリ
ンダ６の胴部に固定され、コネクタ部Ｃは、回転
ヘツド４５の下方位置となるように配置される。

また、チエーン５はガイド２１に取付けられて
いる。

次に、第１図を参照して、軸カバー１９は、下
端のフランジ部１９ａで、略円筒状の軸受ハウジ
ング２８のフランジ部２８ａに４本のボルト２９
によつて固着されている。第１駆動軸２０の第１
デイスク２０ｂの直上部分は、軸部２０ｃより径
の大きい軸受部２０ｄとなり、この軸受部２０ｄ
は、２つの軸受３０を介して軸受ハウジング２８
の内周に回転自在に支持されている。第１デイス
ク２０ｂの背面は、ニードルベアリング３１を介
して軸受ハウジング２８の下端面２８ｄに回転自
在に支持され、スラスト方向の荷重を受けるよう
になされている。第２デイスク３２は、その中心
部で、第２駆動軸３３の軸方向途中に固着され、
この第２駆動軸３３と一体回転するようになされ
ている。第２駆動軸３３の中心には、回転検出軸
１７を通すための孔３３ａが貫通されている。第
２デイスク３２は、第１デイスク２０ｂと同軸に
対向配置され、これらの間に環状の摩擦板３４が
配設されている。摩擦板３４は、第１および第２
デイスク２０ｂ，３２に摩擦係合し、第１デイス
ク２０ｂの回転を第２デイスク３２に伝達できる
ようになつている。第２デイスク３２の背面は、
ニードルベアリング３５を介して、環状の第１ば
ねサポート３６に回転自在に支持されている。第
１ばねサポート３６と対向して環状の第２ばねサ
ポート３７が配置され、これらの間に板ばね３８
が配設され、第２ばねサポート３７は、略円筒状
のヘツドカバー３９の内周面に形成された突起部
３９ａによつて支持されている。ヘツドカバー３
９の上方部内周面には、ねじ部３９ｂが形成さ
れ、このねじ部３９ｂは軸受ハウジング２８の下
方部外周面に形成されたねじ部２８ｂと螺合す
る。ヘツドカバー３９の上端側面上には、ねじ５
５が貫通する孔３９ｃが穿設され、軸受ハウジン
グ２８の外周側面上部に形成された凹部２８ｃに
ねじを締めつけることによつて、ヘツドカバー３
９は軸受ハウジング２８の周りに回転不可能に固
定される。一端にフランジ部４０ａが形成された
略円筒状のクラツチドライバ４０は、第２デイス
ク３２の背面に、フランジ部４０ａの反対端を対
向させて、第２駆動軸３３に遊嵌されている。第
２駆動軸３３とクラツチドライバ４０とは、スプ
ライン係合しているため、クラツチドライバ４０
は、第２駆動軸３３の軸方向に変位可能でありか
つ第２駆動軸３３と一体回転する。第２駆動軸３
３の第１駆動軸２０側の端部は、第１駆動軸２０
の軸線の周りに形成された凹部２０ｅ内に挿入さ
れ、他端は、座がね４１、ワツシヤ４２を介して
ナツト４３が留められている。第２デイスク３２
の背面で、その軸線周りに形成された凹部３２ａ
と、クラツチドライバ４０のフランジ部４０ａの
背面との間には圧縮コイルばね４４が配設され、
クラツチドライバ４０をナツト４３の方向に常に
付勢している。略円筒状の回転ヘツド４５は、一
端の凹部４５ａに、クラツチドライバ４０のフラ
ンジ部４０ａを嵌合して、４本のねじ５６によつ
てクラツチドライバ４０に固着され、他端には、
ガス充填用ボンベＢの回転バルブ２の凹凸に対応
する凹凸部４５ｂが形成されている。ヘツドカバ
ー３９は、回転ヘツド４５の凹凸部４５ｂをその
内側に内包するように延在している。

回転検出軸１７は、歯車軸１４の貫通孔およ
び、第１駆動軸２０の貫通孔２０ｆに遊びを有し
て貫通され、さらに第２駆動軸３３の孔３３ａに
嵌合されている。回転検出軸１７の一端は、ナツ
ト４３側の端部で第２駆動軸３３の端部に溶接さ
れ、第２駆動軸３３と一体回転するようになされ
ており、他端は歯車ボツクス１６から突出し、そ
の端部には、軸の回転方向に180°の角度をなす２
つの突起部４６が設けられている（第２図参照）。
そして、歯車ボツクス１６上には、リミツトスイ
ツチLS２が突起部４６に対向して配設され、回
転検出軸１７が回転バルブ２を閉じる方向に回転
すると、突起部４６がLS２をたたいた回数だけ
LS２をオンさせるようになつている。

第３図を参照して、エアモータ４は、開き側お
よび閉じ側供給口４ａ，４ｂを有し、開き側供給
口４ａに空気を供給すると、回転バルブ２を開く
方向にエアモータ４は回転し、閉じ側供給口４ｂ
に空気を供給すると、回転バルブ２を閉じる方向
にエアモータ４は回転する。開き側供給口４ａ
は、減圧弁４７を介して切替弁４８に連通され、
閉じ側供給口４ｂも切替弁４８に連通されてい
る。切替弁４８は３つの位置○イ，○ロ，○ハを有し、
○イ位置では、空気供給源４９を開き側供給口４ａ
に連通し、これにより回転バルブ２は開けられる
こととなる。この際、空気供給源４９の圧力は５
Kg／cm²で、開き側供給口４ａには、減圧弁４７に
より減圧されて、４Kg／cm²の圧力が供給される。
○ハ位置では、空気供給源４９は、閉じ側供給口４
ｂに連通され、５Kg／cm²の圧力がそのまま供給さ
れ、回転バルブ２は閉じることとなる。このよう
に、開き側より閉じ側の圧力を大きくすることに
よつて、開けられた回転バルブ２を確実に閉める
ことが可能となる。○ロ位置では、開き側および閉
じ側供給口４ａ，４ｂともに、空気供給源４９に
連通されず、大気に開放されている。

次に第１図から第３図を参照して、本実施例の
動作について説明する。

まず、ガス充填装置Ａを引き下げて、コネクタ
部Ｃに付属する図示しないプツシユボタンを手動
操作することにより、シリンダ６のロツド１０が
前進し、これによつて、充填ノズル１１は、充填
口部１内に嵌合し、図示しないコネクタガイドに
よりコネクタ部Ｃは充填口部１にクランプされ
る。次に所定ガス充填重量を予めセツトした後、
スタートボタンを押すことにより、ガス充填装置
Ａ内の図示しない充填弁が開き、ガスは充填ノズ
ル１１の先端部までくる。また、前記スタートボ
タンの操作によつて、エアシリンダ３のロツド３
ａは下降し、回転ヘツド４５も回転バルブ２に嵌
合する位置まで下降してくる。回転バルブ２と回
転ヘツド４５との上下方向のばらつきは、回転ヘ
ツド４５がクラツチドライバ４０とともに、ばね
４４に付勢されながら、軸方向に変位することに
よつて吸収される。

ロツド３ａの下降により連接部材２４の突起２
４ｃも下降し、下降端直前でLS１をたたいてオ
ンさせる。これによつて切替弁４８は○イ位置とな
り、同時にタイマT₁がカウントを開始する。エ
アモータ４は、４Kg／cm²の空気圧で回転し、その
回転は、ピニオン歯車１８、歯車１３および歯車
軸１４を介して第１駆動軸２０に伝達される。第
１デイスク２０ｂの回転は、摩擦板３４の摩擦係
合力によつて、第２デイスク３２に伝えられ、さ
らに、第２駆動軸３３およびクラツチドライバ４
０を介して回転ヘツド４５に伝えられ、回転バル
ブ２を開ける方向に回転する。また同時に、第２
駆動軸３３を介して、回転検出軸１７も回転す
る。このとき、LS２はオンとならず、したがつ
てパルスを送出しない。第１デイスク２０ｂから
第２デイスク３２に伝達できる力の大きさは、摩
擦板３４を介するこれら両デイスク２０ｂ，３２
間の摩擦係合力に依存する。第１デイスク２０ｂ
の回転トルクがこの摩擦係合力以下であれば、第
１デイスク２０ｂと第２デイスク３２との間にす
べりを生ずることなく回転が伝達され、回転トル
クが摩擦係合力以上になると第１デイスク２０ｂ
と第２デイスク３２との間にすべりを生ずること
となる。そして、この摩擦係合力の大きさを調整
することによつて、回転バルブ２にかかる力の大
きさの上限を精度良く調整することが可能とな
る。これによつて、何らかの異常によつて、回転
バルブ２が必要以上に大きな力で開けきられ、又
は閉めきられるというおそれがない。

ヘツドカバー３９を軸受ハウジング２８の周り
に、これらの螺合部に沿つて回すことによつて、
ヘツドカバー３９は軸受ハウジング２８に対し、
軸線方向に変位し、これによつて板ばね３８の力
が変化して、摩擦係合力を調整することができ
る。そして、ねじ５５を締めることによつて、そ
の調整位置を保持することができる。

タイマT₁が所定時間、例えば３秒間カウント
すると、切替弁４８は○イ位置から○ロ位置に切り替
わり、エアモータ４は停止する。このとき、回転
バルブ２は開いており、ガスがガス充填用ボンベ
Ｂ内に充填されることとなる。そして、予め設定
された充填重量に達すると、重量を検出するセン
サ（図示せず）から信号が送出され、この信号に
よつて、切替弁４８は○ハ位置となり、同時にタイ
マT₂がカウントを開始する。エアモータ４は、
閉じ側供給口４ｂに５Kg／cm²の空気圧が供給さ
れ、前述と同様に回転ヘツド４５に回転力が伝え
られ、回転バルブ２は閉じ方向に回転することと
なる。回転検出軸１７は、回転ヘツド４５と一体
的に回転し、回転検出軸１７が１回転すると、リ
ミツトスイツチLS２は２回オンされ、２バルス
の信号をカウンタ５０に送出する。カウンタ５０
は、予め設定されたパルス数、例えば３パルス以
上の信号が入力されたとき、信号を送出するよう
になつている。

タイマT₂が所定時間、例えば４秒間カウント
すると、切替弁４８は○ハ位置から○ロ位置に切り替
わり、エアモータ４は停止する。同時に、エアシ
リンダ３に上昇信号が送出され、ロツド３ａが上
昇することにより、回転ヘツド４５が上昇し、回
転バルブ２から離脱することとなる。タイマT₂
が４秒経過したときに送出する信号と、カウンタ
５０に３パルス以上の信号が入力されたときカウ
ンタ５０から送出される信号とが、アンド回路５
１に送出されたとき、アンド回路５１は、コネク
タ部Ｃのロツド１０が後退するよう信号を送出す
る。ロツド１０の後退により、コネクタ部Ｃは充
填口部１からはずれ、ガス充填作業を完了するこ
ととなる。このように、タイマT₂の信号と、カ
ウンタ５０の信号の両者が送出されないと、コネ
クタ部Ｃが充填口部１から離脱しないこととした
ことにより、例えば、ガス充填後、エアモータ４
が回転しないため、又は第１および第２デイスク
２０ｂ，３２間で常にすべりを生じた等のため、
回転ヘツド４５が回転せず、したがつて回転バル
ブ２が閉まつていない場合には、コネクタＣが離
脱するということがない。したがつて、ガス充填
用ボンベＢ内のガス、特に可燃性ガスが噴出する
危険を防止することができる。

T₂が４秒経過し、カウンタ５０から信号が送
出されない場合、警報器を動作させ、この場合作
業者は、回転バルブ２を手で閉めた後、コネクタ
Ｃを手動にて離脱するので、前記異常時において
も、ガスが噴出する危険はない。

なお、カウンタ５０は、前記全ての動作終了と
ともに、そのカウント値はクリアされる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、ガス充填用ボン
ベの回転バルブの締めすぎを防止することが可能
なガス充填装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例のクラツチ機構を示
す要部拡大縦断面図、第２図は本考案の一実施例
の全体構成を示す一部断面図、第３図は制御回路
の略図である。 Ａ……ガス充填装置、Ｂ……ガス充填用ボン
ベ、Ｄ……駆動装置、Ｅ……クラツチ機構、１…
…充填口部、２……回転バルブ、３……エアシリ
ンダ、４……エアモータ、５……チエーン、１１
……充填ノズル、２０……第１駆動軸、２０ｂ…
…第１デイスク、３２……第２デイスク、３３…
…第２駆動軸、３４……摩擦板、３８……板ば
ね、４５……回転ヘツド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガス充填用ボンベの充填口部に着脱自在に係合
   してガスを供給する充填ノズルと、前記ガス充填
   用ボンベの回転バルブと着脱自在に係合する回転
   ヘツドと、該回転ヘツドを回転駆動する駆動装置
   とを備えたガス充填装置において、前記回転ヘツ
   ドと前記駆動装置との間にクラツチ機構を設け、
   該クラツチ機構は、予め設定された回転トルク以
   下では、前記駆動装置の回転をすべりなく前記回
   転ヘツドに伝達し、前記設定された回転トルク以
   上では、前記駆動装置と前記回転ヘツドとの間に
   すべりを生じさせるクラツチ機構であることを特
   徴とするガス充填装置。