JP2020529555A - ガス筒バルブの自動開閉装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、キャビネット（ｃａｂｉｎｅｔ）にローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）されたガス筒をガス供給ラインと自動的に連結するガス筒バルブの自動開閉装置およびその方法に関するものであり、キャビネットにローディングされたガス筒からエンドキャップを取り外した後にガス供給ラインと連結した後、バルブハンドルを開いてガス筒内のガスをガス供給ラインに供給する過程でガスが漏れ出たときに、非停電時はもとより、停電時にも開かれたガス噴射ノズルを速やかに且つ自動的に閉め得るようにしたものである。このために、本発明は、昇降自在に設けられたメインプレート１１と、前記メインプレート１１の下部に設けられてガス筒６０からエンドキャップ６２を取り外した後、ガス噴射ノズル６４にコネクターホルダー２８を自動的に螺合するガス筒連結部２０と、前記メインプレート１１に第１の軸５５を中心として回転可能なように設けられてバルブハンドル６１を時計若しくは反時計回り方向に回転させるバルブハンドルユニット５０と、前記メインプレート１１の上部に設けられてガス筒６０のバルブ６３を自動的に開閉するバルブハンドル開閉ユニット４０と、を備えることを特徴とする。

Description

本発明は、キャビネット（ｃａｂｉｎｅｔ）にローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）されたガス筒をガス供給ラインと自動的に連結するガス筒バルブの自動開閉装置およびその方法に係り、さらに詳しくは、キャビネットにローディングされたガス筒からエンドキャップを取り外した後にガス供給ラインと連結した後、バルブハンドルを開いてガス筒内のガスをガス供給ラインに供給する過程でガスが漏れ出たときに、非停電時はもとより、停電時にも開かれたガス噴射ノズルを速やかに且つ自動的に閉め得るようにしたガス筒バルブの自動開閉装置およびその方法に関する。

一般に、半導体を製造する製造工程には、用途に応じて多種多様なガスが供給されて用いられるが、これらのガスは、多くが人体に吸い込まれたり大気中に露出されたりする場合、安全事故および環境汚染などの甚だしい被害を蒙らせるため、細心の注意を必要とする。

例えば、イオン注入工程に用いられるガスの種類としては、水素化ヒ素（ＡｓＨ_３：Ａｒｓｉｎｅ）、リン化水素（ＰＨ_３：Ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）または三フルオロ化ホウ素（ＢＦ_３：Ｂｏｒｏｎ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）などの有毒性ガスが挙げられるが、これらのガスは、毒性が非常に強いため、作業者が呼吸器で吸い込む場合に致命的な結果を招き、それ故に、生産ラインに供給する過程で漏出しないように細かく管理せねばならない。

このような半導体の製造工程に用いられるガスは、その管理が非常に重要であるが、これらのガスは、ガス筒に高圧にて充填されてキャビネットに取り付けることにより、ガス供給ラインを介して生産ラインに供給され、ガスが約９０％ほど使い尽くされれば、ガス筒の内部に残留する異物がウェーハ加工工程に供給されないように作業者が新たなガス筒に取り替えて用いることになる。

図１は、従来のガス筒を示す斜視図であって、従来の半導体製造用のガス筒２００は、容器胴体２１０と、容器ネック２３０と、ガス噴射ノズル（Ｎｏｚｚｌｅ）２５０と、エンドキャップ（Ｅｎｄ ｃａｐ）２９０およびメインバルブ（Ｍａｉｎ ｖａｌｖｅ）２７０を備えている。

前記容器胴体２１０は、円筒状であって、半導体の製造工程に供給されるガスが充填および貯留されるものであり、容器ネック２３０は、容器胴体２１０の一方の端部から所定の長さだけ延設された部分であって、パイプ（Ｐｉｐｅ）状であり、容器胴体２１０にガスが排出されるようにゲート（Ｇａｔｅ）の役割を果たす。

そして、ガス噴射ノズル２５０は、容器ネック２３０と同様に、パイプ状であり、一方の端部が容器胴体２１０と連結された容器ネック２３０に取り付けられるものであり、前記容器ネック２３０が任意に外部のガスライン（図示略）と連結される。

また、エンドキャップ２９０は、栓状であり、ガス噴射ノズル２５０の他方の端部、すなわち、ガス噴射ノズル２５０が外部のガスラインと連結される部分に取り付けられてガス噴射ノズル２５０を密封する役割を果たす。

さらに、バルブハンドル２７０は、「Ｔ」字状であり、ガス噴射ノズル２５０と容器ネック２３０とが連結された部分に取り付けられ、容器胴体２１０にガスが排出されるとき、ガス噴射ノズル２５０を開いてガスの流れを制御する役割を果たす。

このような構成を有する従来のガス筒２００は、容器胴体２１０に充填されたガスが使い尽くされる度に作業者により取り替えられるが、このとき、作業者は、まず、ガスが完全に使い尽くされたガス筒２００を外部のガスラインから取り外さなければならない。

次いで、作業者は、新たなガス筒を用意して新たなガス筒のガス噴射ノズルに取り付けられたエンドキャップを取り外した後、前記ガス筒を再び外部のガスラインに連結した後、ガス噴射ノズルを閉じているバルブハンドルを開く（Ｏｐｅｎ）と、ガス筒の取り替えが完了する。

図２は、従来の技術による半導体装備のガス供給装置を概略的に示す斜視図であって、ＦＡＢ ７の外部の所定の場所には、ＦＡＢ ７内の色々な装備８において必要とするＳｉＨ_４、ＰＨ_３、ＮＦ_３、ＣＦ_４などの工程ガスがそれぞれ充填された複数のガス筒（図示略）を載置できるようにキャビネット１が位置しており、前記キャビネット１の一方の側には、前記ガス筒２にそれぞれ連結されたガス供給ライン３を案内できるようにダクト４が設けられている。

前記ダクト４の他方の側には、ガス供給ライン３に沿って流れ込んだ工程ガスを供給できるようにガス筒に対応する数でレギュレーターボックス５が設けられており、前記それぞれのレギュレーターボックス５の上端部には、ＦＡＢ ７内の各装備８に対応して連結できるように装備８の数と同数の供給管９が連結されている。

したがって、キャビネット１に載置されているそれぞれのガス筒から工程ガスが供給されれば、それぞれの工程ガスは、ダクト４の内部を通過するガス供給ライン３に沿ってそれぞれのレギュレーターボックス５に流れ込む。

次いで、それぞれのレギュレーターボックス５内に流れ込んだそれぞれの工程ガスは、フィルター（図示せず）を介して浄化された後、ＦＡＢ ７内の装備８に対応する数に分岐されて連結されているそれぞれの供給管９に沿って流れて供給されるので、ウェーハを加工することが可能になる。

大韓民国登録特許公報第１０−０２４２９８２号公報（１９９８年１１月１５日付けで登録） 大韓民国登録特許公報第１０−０６４９１１２号公報（２００６年１１月１６日付けで登録） 大韓民国登録特許公報第１０−０９８５５７５号公報（２０１０年０９月２９日付けで登録）

しかしながら、このような従来のガス供給装置は、次のような色々な問題を抱えていた。

第一に、キャビネット内に配置されるガス筒をガスが使い尽くされる度に作業者が手動で取り替えていたため、作業者の熟練度に応じてヒューマンエラー（ｈｕｍａｎ ｅｒｒｏｒ）が生じていた。

第二に、ガス供給ラインを介してガスを供給する過程で、地震などの不意の事故でガスが漏れ出る場合、ガス筒のバルブを自動的に閉める手段が講じられていないため、漏れ出たガスが爆発したり、作業者が漏れ出たガスに中毒されたりするという致命的な欠陥があった。

第三に、エンドキャップを作業者が手動で開閉するようになっているため、エンドキャップを取り外した後には、これを一定の場所に保管しておき、ガス筒の取り替えによりガス噴射ノズルを閉じたい場合には、エンドキャップを再び螺合することを余儀なくされるが、エンドキャップの保管場所が一定ではないため、ガス筒の取り替えに際してエンドキャップを速やかに螺合することができなかった。

たとえ、一定の場所にエンドキャップを保管したとしても、作業者がガス噴射ノズルを手動で閉じるため、操作ミスに伴うヒューマンエラー（Ｈｕｍａｎ Ｅｒｒｏｒ）が生じることが懸念されて、安全事故に弱いという問題があった。

本発明は、従来のこのような問題を解決するために案出されたものであって、キャビネットにアライン（ａｌｉｇｎ）されるようにローディングされたガス筒がガス供給ラインに自動的に連結されるようにして、ガス筒の自動的な取り替えを実現できるようにするところにその目的がある。

本発明の他の目的は、ガス筒のガス噴射ノズルが開かれた状態で、突然の振動や地震などによりガスが漏れ出たり、停電の際にガス筒のバルブハンドルを自動的にロックしてガスの漏出による安全事故が生じたりする現象を根本的に解消できるようにするところにある。

本発明のさらに他の目的は、ガス筒のガス噴射ノズルを開く前にバルブハンドルをロックできるようにゼンマイを先に巻いてバルブハンドルを回転させて、ガス噴射ノズルを開く過程で地震または停電が生じたとしても、ガス筒のガス噴射ノズルが自動的に閉められるようにするところにある。

本発明のさらに他の目的は、非常の際にガス筒のバルブハンドルを回転させるハンドルバルブホルダーを手動で回転させてガス筒のガス噴射ノズルを閉め開きできるようにするところにある。

本発明のさらに他の目的は、キャビネットに位置するガス筒から自動的に取り外していたエンドキャップをエンドキャップホルダーに安全に収納していて、ガス筒の取り替え時期が感知されれば、エンドキャップホルダーに収納されていたエンドキャップでガス噴射ノズルが自動的に閉じられるようにするところにある。

前記目的を達成するための本発明の態様によれば、昇降自在に設けられたメインプレートと、前記メインプレートの下部に設けられてガス筒からエンドキャップを取り外した後、ガス噴射ノズルにコネクターホルダーを自動的に螺合するガス筒連結部と、前記メインプレートに第１の軸を中心として回転可能なように設けられてバルブハンドルを時計若しくは反時計回り方向に回転させるバルブハンドルユニットと、前記メインプレートの上部に設けられてガス筒のバルブを自動的に開閉するバルブハンドル開閉ユニットと、を備えることを特徴とするガス筒バルブの自動開閉装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、昇降自在に設けられたメインプレートと、前記メインプレートの下部に設けられてガス筒からエンドキャップを取り外した後、ガス噴射ノズルにコネクターホルダーを自動的に螺合するガス筒連結部と、前記メインプレートに第１の軸を中心として回転可能なように設けられてバルブハンドルを時計若しくは反時計回り方向に回転させるバルブハンドルユニットと、前記第１の軸を中心として回転するバルブハンドルギヤーと、前記バルブハンドルギヤーの一方の側に設けられてバルブハンドルギヤーを時計若しくは反時計回り方向に回転させるバルブハンドル開閉ユニットと、を備えることを特徴とするガス筒バルブの自動開閉装置が提供される。

本発明のさらに他の態様によれば、キャビネットにガス筒をアラインされるようにローディングするステップと、前記ガス筒からエンドキャップを取り外すステップと、前記エンドキャップの取り外されたガス噴射ノズルにコネクターホルダーを螺合するステップと、前記バルブハンドルホルダーに空回転自在に設けられた第１の軸の逆転を抑えつつ、第１の軸を正回転させて第１の軸にゼンマイを巻くステップと、前記バルブハンドルホルダーの正回転を抑えつつ、ガス筒のバルブハンドルを逆転させてバルブを開くステップと、前記ガス筒の取り替え時期またはガスの漏出が感知されれば、バルブを自動的に閉めるステップと、を含むことを特徴とするガス筒バルブの自動開閉方法が提供される。

本発明は、従来に比べて次のような色々なメリットを有する。

第一に、有毒性ガスが充填されたガス筒の取り替えの自動化が実現可能であることから、ガス筒を安全に取り替えることができることはもとより、高価な人件費を節減することが可能になる。

第二に、ガス筒からガスを生産ラインに供給する過程で、地震またはキャビネットに加えられる振動によりガスが漏れ出たり停電が生じたりする場合であっても、開かれていたガス筒のバルブを自動的に且つ速やかに閉めてガスがガス供給ラインを介して供給されることがないようにし、これにより、漏れ出たガスが爆発したり、作業者がガスに中毒されたりする事故を未然に防ぐことが可能になる。

第三に、停電状態でもガス筒のバルブハンドルを開閉するバルブハンドルギヤーを手動で開閉できるようになっていることから、より安定的にガスを供給したり遮断したりすることが可能になる。

第四に、キャビネットに収納されたガス筒からエンドキャップを自動的に取り外して収納していて、ガス筒の取り替えの際にエンドキャップを自動的に締結してガス噴射ノズルを閉じることから、ガス筒を自動的に取り替えることが可能であることはもとより、バルブハンドルのバルブが老巧化してエンドキャップを取り外すとき、たとえガスが漏れたとしても、エンドキャップを速やかに再び締結してガス噴射ノズルを閉じることが可能になることから、ガスの漏出による爆発事故または作業者がガスに中毒される事故を未然に防ぐことが可能になる。

従来のガス筒を示す斜視図。 従来の技術による半導体装備のガス供給装置を概略的に示す斜視図。 本発明を示す斜視図。 本発明の要部を抜粋して示す斜視図。 本発明からメインプレートを取り外した状態の斜視図。 図５の他の方向を示す斜視図。 本発明のバルブハンドルユニットを断面で示す斜視図。 本発明のガス筒連結部を示す斜視図。 本発明のガス筒連結部を示す斜視図。 本発明のエンドキャップ支持手段を示す斜視図。 本発明のエンドキャップ支持手段の要部を示す斜視図。 本発明のエンドキャップホルダーを断面で示す斜視図。 本発明のエンドキャップ支持手段の作動状態を説明するための斜視であって、エンドキャップホルダーがエンドキャップを包み込んだ状態図。 本発明のエンドキャップ支持手段の作動状態を説明するための斜視であって、エンドキャップホルダーがガス噴射ノズルからエンドキャップを取り外した状態図。 本発明のエンドキャップ支持手段の一実施の形態を示す斜視図。 本発明のエンドキャップ支持手段の他の実施の形態を断面で示す斜視図。 本発明のバックラッシュ防止手段を説明するための断面図。 本発明の第２のアライン手段を示す分解斜視図。 メインプレートの下降によりガス筒がアラインされた状態の斜視図。 本発明のバルブハンドルユニットのバルブハンドルギヤーからバルブハンドル開閉ユニットのラックが係脱され、バルブハンドルギヤーと第１のラッチとが噛合された状態の平面図。 本発明のバルブハンドルギヤーにバルブハンドル開閉ユニットのラックが噛合された平面図。 本発明のラックが１ステップ移動してバルブハンドルギヤーを回転させた平面図。 本発明のバルブハンドルギヤーから第１のラッチが係脱され、ゼンマイ駆動歯車から遊星歯車が係脱された状態の平面図。 本発明の方法を説明するためのフローチャート。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は、種々の異なる形態に具体化でき、ここで説明する実施の形態に何ら限定されない。図面は概略的であり、縮尺に合うように示されていないことに留意されたい。図面にある部分の相対的な寸法および比率は、図面における明確性および便宜のために大きさにおいて誇張もしくは縮小されて示されており、任意の寸法は、単に例示的なものに過ぎず、限定的なものではない。なお、２以上の図面に現れる同じ構造物、要素または部品には、同じ参照符号が同じ特徴を示すために用いられる。

図３は、本発明を示す斜視図であり、図４は、本発明の要部を抜粋して示す斜視図であり、図５は、本発明からメインプレートを取り外した状態の斜視図であって、本発明は、キャビネット（図示略）に昇降自在に設けられたメインプレート１１と、前記メインプレート１１に設けられてガス筒６０からエンドキャップ６２を取り外した後、ガス噴射ノズル６４にコネクターホルダー２８を自動的に螺合するガス筒連結部２０と、前記メインプレート１１に第１の軸５５を中心として回転可能なように設けられてバルブハンドル６１を時計若しくは反時計回り方向に回転させるバルブハンドルユニット５０と、前記メインプレート１１の上部に設けられてガス筒６０のバルブ６３を自動的に開閉するバルブハンドル開閉ユニット４０と、を備えている。

本発明においては、ガス筒６０にバルブハンドルユニット５０を結合する前にキャビネット（図示略）にローディングされたガス筒６０の位置を補正する第１及び第２のアライン手段１２０、１３０が配備されている。

前記第１のアライン手段１２０は、図９に示すように、リフト（図示略）にローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）されたガス筒６０を上昇させるときに位置を自動的に補正するものであって、前記バルブ６３の少なくとも一方の側に突設された位置決め棒１２１と、前記メインプレート１１の下部に設けられてバルブハンドルユニット５０がバルブハンドル６１に結合するときに位置決め棒１２１がアライン溝１２２ａに嵌め込まれつつガス筒６０の位置を補正する位置決めパネル１２２と、を備えている。

したがって、リフトにローディングされたガス筒６０のバルブハンドル６１がバルブハンドルユニット５０に結合されるとき、ガス筒６０の位置がずれていても、バルブ６３に突設された位置決め棒１２１が位置決めパネル１２２に形成されたアライン溝１２２ａに自動的に嵌め込まれつつ位置が補正されるので、バルブハンドル６１がバルブハンドルユニット５０に正確に結合される。

前記第１のアライン手段１２０は、キャビネットの横×縦が１２００×５９０（ｍｍ）の新たなタイプのガス筒の自動開閉装置においてリフトにローディングされたガス筒６０を自動的に上昇させるときに適用可能である。

しかしながら、キャビネットの横×縦が８００×５９０（ｍｍ）の球状のガス筒の自動開閉装置には、空間が手狭いためガス筒６０を自動的に上昇させるリフトの設置が不可能であり、それ故に、第１のアライン手段を適用することなく、第２のアライン手段１３０を適用するように設計されている。

前記第２のアライン手段１３０は、図１６に示すように、前記メインプレート１１の底面に固定され、２以上のアラインピン１３１ａを有するアライナー１３１と、前記ガス筒６０のバルブ６３に着脱自在に固定され、アラインピン１３１ａが嵌め込まれる位置決め孔１３２ａが形成されたアラインブロック１３２と、前記アラインブロック１３２をバルブ６３に締結部材（図示略）で固定する締結板１３３と、を備えている。

したがって、キャビネットの内部にガス筒６０を位置させた状態で、メインプレート１１が下降すれば、作業者がアラインピン１３１ａの位置を目視で識別しながらガス筒６０の位置を微細に調節して前記アラインピン１３１ａがアラインブロック１３２の位置決め孔１３２ａに嵌入するようにすることで、ガス筒６０の位置がアラインされる。

前記ガス筒連結部２０は、図８ａおよび図８ｂ、並びに図９に示すように、前記メインプレート１１に設けられて第２の配設板２３をエンドキャップ６２側に進退運動させる第２のアクチュエーター２４と、前記第２の配設板２３に設けられて第１の配設板２１を第２の配設板２３の移動方向と直交する方向に移動させる第１のアクチュエーター２２と、前記第１の配設板２１に固定された垂直板２７に回転自在に設けられてエンドキャップ６２を包み込んで着脱するエンドキャップホルダー２５と、前記エンドキャップホルダー２５を回転させてエンドキャップ６２を取り外したり取り付けたりする第３のアクチュエーター２６と、前記垂直板２７に設けられてガス筒６０のガス噴射ノズル６４に螺合されるコネクターホルダー２８と、前記エンドキャップホルダー２５およびコネクターホルダー２８の軸にそれぞれ固定されて第３のアクチュエーター２６の動力が伝わるように互いに係合した第１及び第２の歯車２９ａ、２９ｂと、を備えている。

このとき、前記第２のアクチュエーター２４のロッド２４ａが第２の配設板２３に固定されたブラケット１３に移動自在に嵌め込まれており、前記ブラケット１３を通過したロッド２４ａにはコイルばねなどの弾性部材１４が抜脱しないように嵌め込まれている。

これは、エンドキャップホルダー２５およびコネクターホルダー２８を回転させるとき、第２のアクチュエーター２４を作動せずとも螺合される量に見合う分だけ第２の配設板２３の位置を補償できるようにするためである。

前記エンドキャップホルダー２５にエンドキャップ支持手段３０をさらに備えることがより好ましい。

これは、ガス筒６０を取り替えるとき、ガス筒６０のガス噴射ノズル６４を速やかに閉じるようにするためである。

前記エンドキャップ支持手段３０は、本発明の一実施の形態においては、図１１から図１３に示すように、前記エンドキャップホルダー２５に貫通するように複数形成された通孔３１と、前記各通孔の外側に位置するようにエンドキャップホルダー２５に締結部材３３により固定されたラッチブロック３２と、前記ラッチブロック３２にピン３４を中心として回動可能なように設けられて通孔３１を介してエンドキャップホルダー２５の内部に露出されてエンドキャップホルダー２５の内部に収容されたエンドキャップ６２を支持するラッチ３５と、前記ラッチブロック３２およびラッチ３５の間に設けられてラッチ３５をエンドキャップホルダー２５の内部に偏倚させる弾性部材３６と、を備えている。

前記エンドキャップホルダー２５の通孔３１を介して前記エンドキャップホルダー２５の内部に露出されるラッチ３５に傾斜面３５ａおよび係止爪３５ｂが形成されていて、エンドキャップホルダー２５にエンドキャップ６２が収納されるときには、前記エンドキャップ６２が傾斜面３５ａによりラッチ３５を通過するようにし、前記エンドキャップ６２が収納された状態で、係止爪３５ｂにエンドキャップ６２の突出部６５が係止されて支持されるようになっている。

しかしながら、前記エンドキャップ支持手段３０は、他の実施の形態を示す図１４のように、前記エンドキャップホルダー２５に貫通するように複数形成された通孔３１と、前記各通孔に螺合されるハウジング３７と、前記ハウジング３７の内部に収容されてエンドキャップホルダー２５の内部に収容されたエンドキャップ６２の漏れテスト孔（ｌｅａｋ ｔｅｓｔ ｈｏｌｅ）６２ａに嵌まり込んでエンドキャップ６２を支持するボール３８と、前記ハウジング３７の内部に設けられてボール３８をエンドキャップホルダー２５の内部に偏倚させるコイルばねなどの弾性部材３９と、を備えていてもよい。

これらに加えて、当該分野の技術者によりエンドキャップ支持手段を種々の形態として適用可能であるということは理解できる筈である。

また、前記エンドキャップホルダー２５にエンドキャップ支持手段３０を１か所のみ形成しても、エンドキャップホルダー２５からエンドキャップ６２が離脱する現象を防ぐことができるが、より安定的な支持のために、エンドキャップ支持手段３０を等間隔にて複数設けることがより好ましい。

前記バルブハンドルユニット５０は、図７に示すように、ガス筒６０のバルブハンドル６１を包み込んで回転させるバルブハンドルホルダー５２と、前記バルブハンドルホルダー５２の内部に複数設けられてバルブハンドル６１の凹部６１ａに係止される係止ピン５３と、前記係止ピン５３を下方に偏倚させる第４の弾性部材５４と、前記バルブハンドルホルダー５２の上部に位置してラック４４と係合して回転するバルブハンドルギヤー５１と、を備えている。

前記バルブハンドルギヤー５１は、メインプレート１１に設けられたバルブハンドル開閉ユニット４０によりガス筒６０のバルブ６３を自動的に開閉する役割を果たす。

前記メインプレート１１に設けられてバルブハンドルギヤー５１を回転させるバルブハンドル開閉ユニット４０は、図５に示すように、メインプレート１１の上面にヒンジ軸４１を中心として回動可能なように設けられた回動部材４２と、前記回動部材の上面にガイド棒４３に沿って進退可能なように設けられ、一方の端にラック（ｒａｃｋ）４４が固定された可動片４５と、前記可動片４５の両側に設けられて交互に作動しながら可動片４５を進退させる一対のラック駆動用のアクチュエーター４６と、前記各ラック駆動用のアクチュエーター４６の一方の側に位置するようにメインプレート１１に設けられて回動部材４２を回動させる回動部材用のアクチュエーター４７と、前記ラック駆動用のアクチュエーター４６および回動部材用のアクチュエーター４７の間に連結されて回動部材用のアクチュエーター４７の駆動が中断されたときに回動部材４２を復元させてラック４４をバルブハンドルギヤー５１から離間させる第３の弾性部材４８と、を備えている。

前記バルブハンドル開閉ユニット４０の駆動によりバルブハンドルホルダー５２がガス筒６０のバルブ６３を開くとき、第１の軸５５により巻かれたゼンマイ５６の復元力がバルブハンドルホルダー５２に働いても、バルブハンドルホルダー５２が正回転しないようにする第１の逆転防止手段７０がさらに配備されている。

前記第１の逆転防止手段７０は、本発明の一実施の形態においては、図５および図６に示すように、前記メインプレート１１に設けられたラッチ駆動用のアクチュエーター７１と、前記メインプレート１１に軸７２を中心として回動可能なように設けられて一方の端がバルブハンドルギヤー５１に噛合され、他方の端はラッチ駆動用のアクチュエーターのロッドに接続される第１のラッチ７３と、前記第１のラッチ７３に復元力を与える第１の弾性部材７４と、を備えている。

したがって、バルブハンドル開閉ユニット４０のラック４４がバルブハンドルギヤー５１を逆方向に回転させてガス筒６０のバルブ６３を開くとき、第１のラッチ７３がバルブハンドルギヤー５１に噛合されていて、バルブハンドルホルダー５２が正方向に回転することを抑えることになる。

さらに、前記バルブハンドルホルダー５２の中心部に第１の軸５５が回転自在に軸受け５７により支持されて設けられており、前記第１の軸５５の上部にはゼンマイ駆動歯車５８が固定されており、前記第１の軸５５の下端に形成された切欠き部５５ａには、図１５に示すように、ゼンマイ５６の折曲げ部５６ａが嵌め込まれて固定されるとともに、ゼンマイ５６の他方の端はバルブハンドルホルダー５２の内部に固定された固定ピン５９に固定されている。

したがって、ゼンマイ駆動歯車５８を時計回り方向に回転させることにより、第１の軸５５がゼンマイ５６を巻くことになる。

前記バルブハンドルギヤー５１の一方の側に位置するメインプレート１１には、ゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１の駆動に伴う回転数が増幅されてゼンマイ駆動歯車５８に伝わるようにするゼンマイ巻きユニット８０が配備されている。

前記ゼンマイ巻きユニット８０が、本発明の一実施の形態においては、図７に示すように、前記メインプレート１１に回転自在に設けられた第２の軸８２と、前記第２の軸８２に回転自在に設けられ、一方の端にレバー８３ａを有するニードルローラークラッチ軸受け（ｎｅｅｄｌｅ ｒｏｌｌｅｒ ｃｌｕｔｃｈ ｂｅａｒｉｎｇ）などのワンウェイクラッチ（ｏｎｅ ｗａｙ ｃｌｕｔｃｈ）８３と、前記レバー８３ａにロッドが蝶合されて第２の軸８２を回転させるゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１と、前記第２の軸８２に固定されて第２の軸８２の回転数を増幅させる増幅歯車８４と、前記第２の軸８２に固定されて一方の端に増幅歯車８４およびゼンマイ駆動歯車５８に係合する遊星歯車８５が回転自在に設けられ、他方の端には遊星歯車起動用のアクチュエーター８６のロッド８６ａが蝶合されたリンク８７と、を備えている。

前記ゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１には、ピストンの移動を感知するセンサー８８が設けられているが、これは、ゼンマイ５６が第１の軸５５に完全に巻かれてセンサー８８がピストンの移動を感知できないことにより、制御部（図示略）によりゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１の駆動を中断させるためである。

前記ゼンマイ巻きユニット８０には、ゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１がワンウェイクラッチ８３を初期の位置に戻すときに第２の軸８２が逆転しないようにする第２の逆転防止手段９０が配備されている。

前記第２の逆転防止手段９０は、本発明の一実施の形態を示す図７においては、前記第２の軸８２に固定された第２のラッチホイール９１と、前記第２のラッチホイール９１に噛合されてワンウェイクラッチ８３の復元の際に第２の軸８２が逆転しないようにする第２のラッチ９２と、前記第２のラッチ９２に一方の端が連結された第２の弾性部材９３と、を備えている。

前記バルブハンドルホルダー５２がバルブハンドル６１から組み外されるとき、完全に解けなかったゼンマイ５６によるバックラッシュ（ｂａｃｋｌａｓｈ）が生じないようにするバックラッシュ防止手段１１０が第１の軸５５にさらに配備されている。

これは、巻かれていたゼンマイ５６が解けつつ、バルブハンドル６１をロックした状態でバルブハンドルホルダー５２がバルブハンドル６１から組み外されるとき、第１の軸５５が過剰に回転するバックラッシュが生じて第１の軸５５の切欠き部５５ａに嵌め込まれていたゼンマイ５６の折曲げ部５６ａに繰り返し的に衝撃が加えられてゼンマイ５６の固定部位が折れる現象を未然に防ぐためである。

前記バックラッシュ防止手段１１０は、本発明の一実施の形態においては、図１５に示すように、第１の軸５５に嵌め込まれ、上板１１１に締結部材１１６により固定された固定ブロック１１２と、前記固定ブロック１１２の下部に位置するように第１の軸５５に外嵌されてゼンマイ駆動歯車５８の上面に接続される加圧部材１１３と、前記固定ブロック１１２から加圧部材１１３が昇降可能なようにするガイドピン１１４と、前記固定ブロック１１２と加圧部材１１３との間に設けられて加圧部材１１３を下方に偏倚させる第５の弾性部材１１５と、を備えている。

このとき、前記加圧部材１１３の底面にブレーキパッド１１７を固定すれば摩擦力をさらに増大させることができて、バックラッシュの発生をさらに抑えることができるので、より好ましい。

本発明においては、非常の際に手動でガス筒６０のガス噴射ノズル６４を開閉できるようにする手動開閉手段１００がさらに配備されている。

前記手動開閉手段１００は、本発明の一実施の形態においては、図５に示すように、前記メインプレート１１に回転自在に設けられてバルブハンドルギヤー５１に係合するバルブハンドル手動回転歯車１０１と、前記バルブハンドル手動回転歯車１０１を回転させるようにメインプレート１１の外側に露出されるように設けられた手動ノブ１０２と、前記手動ノブ１０２の回転をバルブハンドル手動回転歯車１０１に伝える伝動手段１０３と、を備えている。

前記伝動手段１０３は、９０°の方向に動力を伝える歯車であればよいが、本発明においては、一対のかさ歯車を採用している。

このように、手動開閉手段１００を備えることは、突然の停電などによりラック４４がバルブハンドルギヤー５１から離間され、ラッチ駆動用のアクチュエーター７１の電源が切れて第１のラッチ７３がバルブハンドルギヤー５１から離間されており、遊星歯車起動用のアクチュエーター８６の電源が切れて遊星歯車８５がゼンマイ駆動歯車５８から離間された状態でもガス筒６０のバルブ６３を手動で開閉できるようにするためである。

本発明に用いられるすべてのアクチュエーター（ａｃｔｕａｔｏｒ）としては、必要に応じて、油圧または空圧シリンダーを適用するが、ステップモーターまたはサーボモーターなどを適用してもよいことは理解できる筈である。

本発明の作用について説明すれば、次の通りである。

まず、キャビネット（図示略）にガス筒６０が存在しない初期の状態について説明する。

前記キャビネットに昇降自在に位置するリフト（図示略）にガス筒６０をローディングしてアライン手段（図示略）で予備アライン（ａｌｉｇｎ）をした状態でリフトを上死点まで上昇させた後にメインプレート１１を下降させれば、メインプレート１１およびガス筒６０には、バルブハンドルホルダー５２にバルブハンドル６１を正確にアラインする第１のアライン手段１２０が配備されているので、メインプレート１１に固定された位置決めパネル１２２のアライン溝１２２ａにバルブ６３の外側に突出するように固定された位置決め棒１２１が嵌め込まれつつ、ガス筒６０の位置が微細に補正されるので、前記メインプレート１１に設けられたバルブハンドルホルダー５２が、図７に示すように、ガス筒６０のバルブハンドル６１に正確に結合される。

前述した動作は、ガス筒６０をリフトにローディングして上昇させる自動タイプのガス筒の自動開閉装置について説明したものである。

しかしながら、球状のキャビネットにガス筒６０がローディングされた状態では、ガス筒６０が上昇せずに停止された状態であるため、メインプレート１１が下降するとき、作業者が目視で第２のアライン手段１３０のアラインピン１３１ａを確認しつつガス筒６０のバルブ６３に設けられたアラインブロック１３２の位置決め孔１３２ａにアラインピン１３１ａが、図１７に示すように嵌め込まれるようにガス筒６０の位置を微細に調節するので、前記メインプレート１１に設けられたバルブハンドルホルダー５２がガス筒６０のバルブハンドル６１に正確に結合される（Ｓ１００）。

このとき、ガス筒の自動開閉装置は、ガス筒６０がリフトにより自動的に昇降するのに対し、球状のキャビネットにローディングされるガス筒６０は、停止された状態で前記メインプレート１１に設けられたバルブハンドルホルダー５２がガス筒６０のバルブハンドル６１に結合されるため、ガス筒６０とメインプレート１１との間隔がリフトの移動区間に見合う分だけ狭く設計されなければならないことは理解できる筈である。

前述したような動作によりバルブハンドル６１がバルブハンドルホルダー５２に結合されるとき、バルブハンドル６１の位置に応じて係止ピン５３がバルブハンドル６１の凹部６１ａと一致していれば、係止ピン５３が凹部６１ａに嵌入するが、もし、係止ピン５３がバルブハンドル６１の凹部６１ａとずれるように位置していれば、係止ピン５３がバルブハンドル６１の上面に押されて第４の弾性部材５４を縮めながら上昇していて、バルブハンドルホルダー５２の回転によりバルブハンドル６１の凹部６１ａが係止ピン５３と一致するとき、係止ピン５３が第４の弾性部材５４の復元力により下降して凹部６１ａに嵌め込まれながらバルブハンドルホルダー５２の位置が校正されてこれらの結合が完了する。

前記メインプレート１１が下降してメインプレート１１に設けられたバルブハンドルホルダー５２がバルブハンドル６１に組み付けられた後には、ガス筒連結部２０の第２及び第３のアクチュエーター２４、２６の起動の際に駆動されて第２の配設板２３をガス筒６０側に移動させるときにエンドキャップホルダー２５を回転させるが、これは、エンドキャップホルダー２５およびエンドキャップ６２が六角形状を呈しているため、エンドキャップホルダー２５とエンドキャップ６２の位置が一致しなくても、エンドキャップホルダー２５がエンドキャップ６２に当接した状態でエンドキャップホルダー２５が互いに一致するまで回転し続けることにより、エンドキャップホルダー２５にエンドキャップ６２が正確に嵌入するようにするためである。

これにより、ガス噴射ノズル６４の入り口を閉塞していたエンドキャップ６２がエンドキャップホルダー２５の内部に収納される。

このように、エンドキャップ６２がエンドキャップホルダー２５の内部に収納されれば、本発明の一実施の形態を示す図１１においては、前記エンドキャップホルダー２５に設けられた複数のラッチ３５がエンドキャップ６２により弾性部材３６を縮めながらピン３４を中心として外側に拡開されるが、このとき、前記ラッチ３５の進入部位には傾斜面３５ａが形成されているため、エンドキャップ６２がエンドキャップホルダー２５の内部に円滑に進入し、エンドキャップ６２の進入が完了した後には、ラッチ３５は弾性部材３６の復元力により最初の状態に戻ってエンドキャップ６２の突出部６５にラッチ３５の係止爪３５ｂが係止されて支持されるので、エンドキャップ６２が、図１２ａに示すように、安定的に収納された状態を保つことになる。

しかしながら、他の実施の形態を示す図１４においては、エンドキャップホルダー２５に螺合されたハウジング３７の下部にボール３８が露出されているため、前記ボール３８がエンドキャップ６２により弾性部材３９を縮めながら後方に後退していて、エンドキャップ６２に形成された漏れテスト孔６２ａにボール３８が達すると、弾性部材３９の復元力により最初の状態に戻りつつ、エンドキャップ６２の漏れテスト孔６２ａに嵌め込まれるので、エンドキャップ６２が、図１４に示すように、安定的に収納された状態を保つことになる。

前述したような動作により、図１２ａに示すように、エンドキャップホルダー２５の内部にエンドキャップ６２が収納されれば、エンドキャップホルダー２５を回転させる第３のアクチュエーター２６が駆動されてエンドキャップホルダー２５を反時計回り方向に回転させるため、ガス噴射ノズル６４からエンドキャップ６２が解放されるが、このとき、図８ｂに示すように、第３のアクチュエーター２６が設けられた第２の配設板２３の一方の側に固定されたブラケット１３に第２のアクチュエーター２４のロッド２４ａが嵌め込まれており、前記ロッド２４ａには、弾性部材１４が縮まった状態を保っているため、エンドキャップホルダー２５が弾性部材１４の復元力によりエンドキャップ６２が解放される距離に見合う分だけ第２の配設板２３が図中の左側に移動するため、図１２ｂに示すように、エンドキャップ６２がエンドキャップホルダー２５に収納された状態でガス噴射ノズル６４から取り外される（Ｓ２００）。

このとき、コネクターホルダー２８およびエンドキャップホルダー２５の軸には、第１及び第２の歯車１９ａ、１９ｂが係合するように設けられているため、前記コネクターホルダー２８は時計回り方向に空回転をしてしまう。

前記ガス噴射ノズル６４からエンドキャップ６２を取り外した後には、第１のアクチュエーター２２の駆動により第１の配設板２１が移動してコネクターホルダー２８およびガス噴射ノズル６４の中心が一致するようにした後、第２のアクチュエーター２４が駆動されて第２の配設板２３をガス筒６０側に前進させるため、コネクターホルダー２８がガス噴射ノズル６４に当接する。

このような状態で、第３のアクチュエーター２６が逆駆動されてエンドキャップホルダー２５を反時計回り方向に回転させると、コネクターホルダー２８は時計回り方向に回転するため、コネクターホルダー２８がガス噴射ノズル６４に螺合される（Ｓ３００）。

前述したように、ガス筒６０からエンドキャップ６２を取り外し、ガス噴射ノズル６４にコネクターホルダー２８を結合した状態では、図１８に示すように、回動部材用のアクチュエーター４７がオフ（ｏｆｆ）になってラック４４がバルブハンドルギヤー５１から離間され、ラッチ駆動用のアクチュエーター７１はオン（ｏｎ）になって第１のラッチ７３がバルブハンドルギヤー５１に噛合されている。

また、遊星歯車起動用のアクチュエーター８６はオン（ｏｎ）になって遊星歯車８５がゼンマイ駆動歯車５８に係合しており、第２のラッチ９２は、図７に示すように、第２のラッチホイール９１に噛合されている。

上述したような動作によりバルブハンドルユニット５０のバルブハンドルホルダー５２がガス筒６０のバルブハンドル６１に組み付けられ、コネクターホルダー２８がガス噴射ノズル６４に螺合された後には、バルブハンドル６１の回転によりバルブ６３を開いてガスをガスラインに供給する前にゼンマイ巻きユニット８０を用いて第１の軸５５にゼンマイ５６を巻かなければならない。

これは、ガスラインにガスを供給するためにガス筒６０のバルブハンドル６１を回転させてバルブ６３を開く過程で停電が起きたり不意の事故によりガスが漏出したりしても、早い時間内にバルブハンドル６１を自動的にロックしてガスの供給を中断できるようにするためである。

前記バルブハンドルホルダー５２の内部に位置するゼンマイ５６を巻くために、図５および図７に示すように、ゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１がオン（ｏｎ）になってワンウェイクラッチ８３のレバー８３ａに蝶合されたロッドを引っ張ると、第２の軸８２が時計回り方向に回転することにより、増幅歯車８４により回転数が増幅されて遊星歯車８５を反時計回り方向に回転させるため、ゼンマイ駆動歯車５８が時計回り方向に回転しつつ第１の軸５５にゼンマイ５６を巻くことになる。

このとき、第２の軸８２に設けられた第２のラッチホイール９１には第２のラッチ９２が噛合されていても、第２の軸８２の時計回り方向への回転の際には第２のラッチ９２が第２の弾性部材９３を引っ張りながら第２のラッチホイール９１のねじ山を越えるので、第２の軸８２が回転可能である。

前述したような動作をするとき、バルブハンドルホルダー５２の上部に位置するバルブハンドルギヤー５１には第１のラッチ７３が噛合されているため、バルブハンドルホルダー５２が動かず、それゆえに、一方の端が固定ピン５９に固定されたゼンマイ５６が第１の軸５５により巻かれることになる。

前述したように、ゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１がロッドを引っ張って第１の軸５５を回動させた後には、ゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１がロッドを再び押すが、このときには、ワンウェイクラッチ８３が反時計回り方向に回転しても、第２のラッチホイール９１に第２のラッチ９２が係止されていて第２の軸８２が回転しない（Ｓ４００）。

前記ゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１の動作により第１の軸５５によりゼンマイ５６を巻く動作は、制御部（図示略）に設定された回数だけ行われるが、前記ゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１の駆動は、ゼンマイ５６が第１の軸５５により完全に巻かれていない状態で中断されるように制御部にセッティングされている。

これは、以降にラック４４がバルブハンドルギヤー５１を回転させてガス筒６０のバルブ６３を開くときにも、バルブハンドルホルダー５２にゼンマイ５６の一方の端が固定された固定ピン５９が設けられていてゼンマイ５６が巻かれるためである。

一方の端が固定ピン５９に固定され、他方の端は第１の軸５５に固定されたゼンマイ５６をゼンマイ巻きユニット８０の作動で巻いた後には、バルブハンドル開閉ユニット４０を用いてガス筒６０のバルブ６３を開かなければならない。

前記ガス筒６０のバルブ６３を開くために、図１８に示すような状態で回動部材用のアクチュエーター４７が同時に駆動されて回動部材４２をバルブハンドルギヤー５１側に押せば、前記回動部材４２はヒンジ軸４１を中心として回動可能なように設けられていて第３の弾性部材４８を引っ張りながら回動されるため、図１９に示すように、可動片４５の一方の端に固定されたラック４４がバルブハンドルギヤー５１と係合する。

このように、ラック４４がバルブハンドルギヤー５１と係合した状態で、第１の逆転防止手段７０の駆動源であるラッチ駆動用のアクチュエーター７１がオフ（ｏｆｆ）になると、引っ張られていた第１の弾性部材７４の復元力によりラッチ駆動用のアクチュエーター７１のロッドが引っ張られるため、第１のラッチ７３は軸７２を中心として反時計回り方向に回動してバルブハンドルギヤー５１との噛合状態が解除される。

その後、ラック駆動用のアクチュエーター４６が可動片４５を押せば、図２０に示すように、前記可動片４５がガイド棒４３に沿って反対側のラック駆動用のアクチュエーター４６側に移動しながらバルブハンドルギヤー５１を反時計回り方向に回転させるため、ラック４４のストローク（ｓｔｒｏｋｅ）に見合う分だけバルブハンドルホルダー５２が回転しつつバルブハンドル５１を開くことになる。

前述したような動作で可動片４５を移動させてバルブハンドルホルダー５２を回転させた後には、オフとなっていたラッチ駆動用のアクチュエーター７１がオン（ｏｎ）になって第１の弾性部材７４を引っ張りながら第１のラッチ７３を押して前記第１のラッチ７３がバルブハンドルギヤー５１に噛合されるようにした後、回動部材用のアクチュエーター４７をオフ（ｏｆｆ）にするため、回動部材４２は第３の弾性部材４８の復元力によりヒンジ軸４１を中心として回動され、これにより、可動片４５に固定されたラック４４とバルブハンドルギヤー５１は、係合状態が解除される。

前記ラック４４がバルブハンドルギヤー５１から係脱すれば、可動片４５は、反対側に位置するラック駆動用のアクチュエーター４６の駆動により最初の位置に戻るため、ガス筒６０のバルブハンドル６１がバルブ６３を完全に開くまで前述したような動作を繰り返し行う（Ｓ５００）。

前述した動作によりガス筒６０のバルブ６３が完全に開かれた後には、ゼンマイ巻きユニット８０のゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１に設けられたセンサー８８がピストンを感知できなくなるまでゼンマイ巻き用のアクチュエーター８１が再駆動されて第１の軸５５によりゼンマイ５６を完全に巻くことがより好ましい。

これと同時に、回動部材用のアクチュエーター４７の動作が中断されて回動部材４２が第３の弾性部材４８の復元力によりヒンジ軸４１を中心として回動されるため、ラック４４がバルブハンドルギヤー５１から係脱した状態を保持することになる。

このとき、第１の軸５５に巻かれていたゼンマイ５６が解けないように、第１のラッチ７３はバルブハンドルギヤー５１に噛合されており、第２のラッチ９２は第２のラッチホイール９１に噛合されている。

したがって、ガス筒６０からバルブ６３が開かれていてガスがガス噴射ノズル６４を介してガス配管１２と連結されたコネクターホルダー２８およびガスラインを経て各工程に安定的に供給される。

しかしながら、ガス筒６０からバルブ６３を開く過程またはバルブ６３を開くことでガスをガスラインに供給する過程で、地震などの天災地変や、センサー部１４０にガスの漏出が感知されれば、速やかにガス筒６０のバルブハンドル６１をロックしてガスの供給を中断させなければならない。

これにより、センサー部１４０がガスの漏出を感知した場合には、制御部によりラッチ駆動用のアクチュエーター７１のロッドを引っ張るため、第１のラッチ７３は軸７２を中心として回動されてバルブハンドルギヤー５１との噛合状態を解除し、停電の際にはラッチ駆動用のアクチュエーター７１の電源の供給が中断されるため、第１のラッチ７３は第１の弾性部材７４の復元力により軸７２を中心として回動されてバルブハンドルギヤー５１との噛合状態が解除される。

前述したような動作により第１のラッチ７３がバルブハンドルギヤー５１との噛合状態から解除されるとき、ゼンマイ駆動歯車５８には遊星歯車８５が係合しているため、第１の軸５５は停止された状態を保持し、このため、第１の軸５５により巻かれていたゼンマイ５６が高速にて解けつつバルブハンドルホルダー５２を時計回り方向に回転させてガス筒６０のバルブ６３を閉めることになる（Ｓ６００）。

このとき、前記ゼンマイ５６が完全に解けた状態で停電が起きなかったら、制御部においてバルブハンドル開閉ユニット４０を作動させてラック４４がバルブハンドルギヤー５１と係合するようにした後、ガス筒６０のバルブ６３を開くときとは反対に作動させてバルブハンドルホルダー５２を時計回り方向に回転させてガス筒６０のバルブハンドル６１を完全にロックすることがより好ましい（Ｓ７００）。

前述した動作でバルブハンドル６１を自動的にロックした後、ガス筒連結部２０によりガス噴射ノズル６４からコネクターホルダー２８を螺脱するとともに、エンドキャップ６２を螺合した後、メインプレート１１の上昇によりバルブハンドルホルダー５２がバルブハンドル６１から外れると、完全に解けなかったゼンマイ５６により第１の軸５５が反時計回り方向に高速にて回転しようとするが、本発明においては、第１の軸５５にバックラッシュ防止手段１１０が配備されているため、完全に解けなかったゼンマイ５６が完全に解けるまで第１の軸５５が徐々に回転することになる。

すなわち、図１５に示すように、固定ブロック１１２が上板１１１に固定されており、前記固定ブロック１１２に加圧部材１１３が昇降自在にガイドピン１１４が嵌め込まれるとともに、ゼンマイ駆動歯車５８を付勢するように複数の第５の弾性部材１１５が固定ブロック１１２と加圧部材１１３との間に設けられているため、加圧部材１１３がゼンマイ駆動歯車５８を押圧し、このため、第１の軸５５が徐々に回転することになる。

このとき、前記加圧部材１１３の底面にブレーキパッド１１７を固定すれば、摩擦力を増大させるため、第１の軸５５がさらに徐々に回転することは理解できる筈である。

一方、本発明においては、バルブハンドル開閉ユニット４０およびゼンマイ巻きユニット８０によりガス筒６０のバルブ６３を自動的に開いていて、天災地変や停電が起きた際にガス筒６０のバルブハンドル６１を自動的にロックすることができるが、これに加えて、本発明には、ガス筒６０のバルブ６３を開閉可能な手動開閉手段１００がさらに配備されているのでめ、バルブハンドル６１を手動で回転させることができる。

すなわち、停電によりすべてのアクチュエーター４６、４７、７１、８１、８６の動作が行われないことにより、図２１に示すように、第１のラッチ７３がバルブハンドルギヤー５１に噛合されている状態が解除されてゼンマイ５６が完全に解けた状態であるため、メインプレート１１の外側に露出された手動ノブ１０２を回転させることにより、その動力が伝動手段１０３である一対のかさ歯車を介してバルブハンドル手動回転歯車１０１に伝わるので、前記バルブハンドル手動回転歯車１０１がバルブハンドルギヤー５１を回転させてガス筒６０のバルブ６３を閉めることが可能になることは理解できる筈である（Ｓ８００）。

しかしながら、ガスをガスラインに正常に供給してガス筒６０の取り替え時期が到来すれば、使い尽くされたガス筒を新たなガス筒に取り替えなければならない。

前記ガス筒６０を取り替えるためには、ラック駆動用のアクチュエーター４６および回動部材用のアクチュエーター４７を交互に作動させてバルブハンドル開閉ユニット４０のラック４４を上述した方向とは反対の方向に移動させることにより、バルブハンドルホルダー５２が時計回り方向に回転するため、バルブハンドル６１がバルブ６３を閉めることになる。

前記バルブハンドル６１がバルブ６３を閉めた後には、第１、第２及び第３のアクチュエーター２２、２４、２６が上述とは反対に作動するため、ガス噴射ノズル６４に螺合されたコネクターホルダー２８を螺脱させるとともに、エンドキャップホルダー２５に収納されたエンドキャップ６２がガス噴射ノズル６４を閉じることにより、ガス筒の取り替えを行うことが可能になる。

すなわち、第３のアクチュエーター２６の逆駆動によりコネクターホルダー２８を反時計回り方向に回転させてガス噴射ノズル６４から螺脱させるとき、第３のアクチュエーター２６が設けられた第２の配設板２３は、コネクターホルダー２８が解放される分に見合う分だけ第２のアクチュエーター２４のロッド２４ａに嵌め込まれて縮まっていた弾性部材１４の復元力により図８ｂの左側に移動するため、ガス噴射ノズル６４からコネクターホルダー２８が螺脱するが、このとき、第２のアクチュエーター２４が駆動されて第２の配設板２３をガス筒６０側から後退させる。

前述したような動作によりガス噴射ノズル６４からコネクターホルダー２８を螺脱させた後には、エンドキャップホルダー２５の内部に収納されたエンドキャップ６２をガス噴射ノズル６４に螺着するために第１のアクチュエーター２２が駆動されて第１の配設板２１をガス噴射ノズル６４側に移動させてエンドキャップホルダー２５とガス噴射ノズル６３を同一軸線の上に位置させることになる。

その後、第２のアクチュエーター２４が逆駆動されるとともに、第３のアクチュエーター２６がエンドキャップホルダー２５を時計回り方向に回転させて前記エンドキャップホルダー２５に収納されたエンドキャップ６２をガス噴射ノズル６４に螺合させて閉じるので、ガス筒６０の取り替えを行うことが可能になる。

以上、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須的な特徴を変更することなく、他の具体的な形態へと容易に変形できることが理解できる筈である。

よって、上述した実施の形態は、あらゆる面において例示的なものに過ぎず、限定的ではないものと理解すべきであり、上記の詳細な説明の欄において述べられた本発明の範囲は、後述する特許請求の範囲によって開示され、特許請求の範囲の意味および範囲並びにその等価概念から導き出されるあらゆる変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１０：エレベーター
１１：メインプレート
２０：ガス筒連結部
２２、２４、２６：第１、第２及び第３のアクチュエーター
２５：エンドキャップホルダー
２８：コネクターホルダー
３０：エンドキャップ支持手段
３２：ラッチブロック
３５：ラッチ
３７：ハウジング
３８：ボール
４０：バルブハンドル開閉ユニット
４２：回動部材
４４：ラック
４５：可動片
４６：ラック駆動用のアクチュエーター
４７：回動部材用のアクチュエーター
５０：バルブハンドルユニット
５１：バルブハンドルギヤー
５２：バルブハンドルホルダー
５５：第１の軸
５６：ゼンマイ
５８：ゼンマイ駆動歯車
６０：ガス筒
６１：バルブハンドル６３：バルブ
６４：ガス噴射ノズル
６５：突出部
７０：第１の逆転防止手段
７１：ラッチ駆動用のアクチュエーター
７２：軸
７３：第１のラッチ
８０：ゼンマイ巻きユニット
８１：ゼンマイ巻き用のアクチュエーター
８２：第２の軸
８３：ワンウェイクラッチ
８４：増幅歯車
８５：遊星歯車
８６：遊星歯車起動用のアクチュエーター
８７：リンク
９０：第２の逆転防止手段
９１：第２のラッチホイール
９２：第２のラッチ
１００：手動開閉手段
１０１：バルブハンドル手動回転歯車
１０２：手動ノブ
１１０：バックラッシュ防止手段
１１２：固定ブロック
１１３：加圧部材
１１４：ガイドピン
１１７：ブレーキパッド
１２０：第１のアライン手段
１２１：位置決め棒
１２２：位置決めパネル
１２２ａ：アライン溝
１３０：第２のアライン手段
１３１：アライナー
１３１ａ：アラインピン
１３２：アラインブロック
１３２ａ：位置決め孔
１４０：センサー部

Claims (35)

1. 昇降自在に設けられたメインプレート（１１）と、前記メインプレート（１１）の下部に設けられてガス筒（６０）からエンドキャップ（６２）を取り外した後、ガス噴射ノズル（６４）にコネクターホルダー（２８）を自動的に螺合するガス筒連結部（２０）と、前記メインプレート（１１）に第１の軸（５５）を中心として回転可能なように設けられてバルブハンドル（６１）を時計若しくは反時計回り方向に回転させるバルブハンドルユニット（５０）と、前記メインプレート（１１）の上部に設けられてガス筒（６０）のバルブ（６３）を自動的に開閉するバルブハンドル開閉ユニット（４０）と、を備えることを特徴とするガス筒バルブの自動開閉装置。
2. 昇降自在に設けられたメインプレート（１１）と、前記メインプレート（１１）の下部に設けられてガス筒（６０）からエンドキャップ（６２）を取り外した後、ガス噴射ノズル（６４）にコネクターホルダー（２８）を自動的に螺合するガス筒連結部（２０）と、前記メインプレート（１１）に第１の軸（５５）を中心として回転可能なように設けられてバルブハンドル（６１）を時計若しくは反時計回り方向に回転させるバルブハンドルユニット（５０）と、前記第１の軸（５５）を中心として回転するバルブハンドルギヤー（５１）と、前記バルブハンドルギヤー（５１）の一方の側に設けられてバルブハンドルギヤー（５１）を時計若しくは反時計回り方向に回転させるバルブハンドル開閉ユニット（４０）と、を備えることを特徴とするガス筒バルブの自動開閉装置。
3. 前記バルブハンドルユニット（５０）は、
   前記ガス筒（６０）のバルブハンドル（６１）を包み込んで回転させるバルブハンドルホルダー（５２）と、前記バルブハンドルホルダー（５２）の内部に複数設けられてバルブハンドル（６１）の凹部（６１ａ）に係止される係止ピン（５３）と、前記係止ピン（５３）を下方に偏倚させる第４の弾性部材（５４）と、前記バルブハンドルホルダー（５２）の上部に位置してラック（４４）と係合して回転するバルブハンドルギヤー（５１）と、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
4. 前記バルブハンドル開閉ユニット（４０）は、
   前記メインプレート（１１）にヒンジ軸（４１）を中心として回動可能なように設けられた回動部材（４２）と、
   前記回動部材（４２）の一方の側に位置するメインプレート（１１）に設けられて回動部材（４２）を回動させる回動部材用のアクチュエーター（４７）と、
   前記回動部材（４２）および回動部材用のアクチュエーター（４７）の間に設けられた第３の弾性部材（４８）と、
   前記回動部材（４２）に固設された一対のラック駆動用のアクチュエーター（４６）と、
   前記ラック駆動用のアクチュエーター（４６）の駆動につれてガイド棒（４３）に導かれて進退運動する可動片（４５）と、
   前記可動片（４５）に固定されてバルブハンドルギヤー（５１）と噛合されるラック（４４）と、
   を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
5. 前記メインプレート（１１）に配設されてガス筒（６０）から漏れ出るガスを感知するセンサー部（１４０）をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
6. 前記ガス筒連結部（２０）は、
   前記メインプレート（１１）に設けられて第２の配設板（２３）をエンドキャップ（６２）側に進退運動させる第２のアクチュエーター（２４）と、
   前記第２の配設板（２３）に設けられて第１の配設板（２１）を第２の配設板（２３）の移動方向と直交する方向に移動させる第１のアクチュエーター（２２）と、
   前記第１の配設板(２１)に固定された垂直板（２７）に回転自在に設けられてエンドキャップ（６２）を包み込んで着脱するエンドキャップホルダー（２５）と、
   前記エンドキャップホルダー（２５）を回転させてエンドキャップ（６２）を取り外したり取り付けたりする第３のアクチュエーター（２６）と、
   前記垂直板（２７）に設けられてガス筒（６０）のガス噴射ノズル（６４）に螺合されるコネクターホルダー（２８）と、
   前記エンドキャップホルダー（２５）およびコネクターホルダー（２８）の軸にそれぞれ固定されて第３のアクチュエーター（２６）の動力が伝わるように互いに係合した第１及び第２の歯車（２９ａ）（２９ｂ）と、
   を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
7. 前記エンドキャップホルダー（２５）にエンドキャップ支持手段（３０）がさらに配備されたことを特徴とする請求項６に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
8. 前記エンドキャップ支持手段（３０）は、
   前記エンドキャップホルダー（２５）に貫通するように複数形成された通孔（３１）と、
   前記各通孔の外側に位置するようにエンドキャップホルダー（２５）に締結部材（３３）により固定されたラッチブロック（３２）と、
   前記ラッチブロック（３２）にピン（３４）を中心として回動可能なように設けられて通孔（３１）を介してエンドキャップホルダー（２５）の内部に露出されてエンドキャップホルダー（２５）の内部に収容されたエンドキャップ（６２）を支持するラッチ（３５）と、
   前記ラッチブロック（３２）およびラッチ（３５）の間に設けられてラッチ（３５）をエンドキャップホルダー（２５）の内部に偏倚させる弾性部材（３６）と、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
9. 前記エンドキャップホルダー（２５）の通孔（３１）を介して前記エンドキャップホルダー（２５）の内部に露出されるラッチ（３５）に傾斜面（３５ａ）および係止爪（３５ｂ）を形成して、エンドキャップホルダー（２５）にエンドキャップ（６２）を収納するときには、前記エンドキャップ（６２）が傾斜面（３５ａ）によりラッチ（３５）を通過するようにし、前記エンドキャップ（６２）が収納された状態では、係止爪（３５ｂ）にエンドキャップ（６２）の突出部（６５）が係止されて支持されるようにしたことを特徴とする請求項８に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
10. 前記エンドキャップ支持手段（３０）は、
    前記エンドキャップホルダー（２５）に貫通するように複数形成された通孔（３１）と、
    前記各通孔に螺合するハウジング（３７）と、
    前記ハウジング（３７）の内部に収容されてエンドキャップホルダー（２５）の内部に収容されたエンドキャップ（６２）の漏れテスト孔（ｌｅａｋ ｔｅｓｔ ｈｏｌｅ）（６２ａ）に嵌まり込んでエンドキャップ（６２）を支持するボール（３８）と、
    前記ハウジング（３７）の内部に設けられてボール（３８）をエンドキャップホルダー（２５）の内部に偏倚させるコイルばねなどの弾性部材（３９）と、
    を備えることを特徴とする請求項７に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
11. 前記エンドキャップホルダー（２５）にエンドキャップ支持手段（３０）を等間隔にて複数設けたことを特徴とする請求項７、請求項８、請求項１０のうちのいずれか１項に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
12. 前記第１の軸（５５）の回転によりゼンマイ（５６）が巻かれるようにするゼンマイ巻きユニット（８０）と、
    前記ゼンマイ巻きユニット（８０）を駆動する駆動手段と、
    前記ガス筒（６０）のバルブ（６３）を開いたときにバルブハンドルギヤー（５１）に噛合されてゼンマイ（５６）の復元力によりバルブハンドルホルダー（５２）が正回転しないようにする第１の逆転防止手段（７０）と、
    前記駆動手段の駆動によりゼンマイ（５６）を巻くときに第２の軸（８２）が逆転しないようにする第２の逆転防止手段（９０）と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
13. 前記ゼンマイ巻きユニット（８０）は、
    前記バルブハンドルユニット（５０）の中心に設けられた第１の軸（５５）と、
    前記バルブハンドルユニット（５０）の内部に位置するように設けられた固定ピン（５９）と、
    前記固定ピン（５９）に一方の端が固定され、他方の端は第１の軸（５５）に固定されてバルブハンドル（６１）が開かれる方向に第１の軸（５５）が回転することにつれて巻かれるゼンマイ（５６）と、
    を備えることを特徴とする請求項１２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
14. 前記駆動手段は、
    前記バルブハンドルギヤー（５１）の上部に位置するように第１の軸（５５）に固定されたゼンマイ駆動歯車（５８）と、
    前記メインプレート（１１）に回転自在に設けられた第２の軸（８２）と、
    前記第２の軸（８２）に固定されて第２の軸（８２）の回転数を増幅させる増幅歯車（８４）と、
    前記第２の軸（８２）に固定されたリンク（８７）と、
    前記リンク（８７）の他の一方の端に増幅歯車（８４）と係合するように設けられてゼンマイ駆動歯車（５８）に係合したり、係合が解除されたりする遊星歯車（８５）と、
    前記リンク（８７）の他の一方の端にロッド（８６ａ）が蝶合されてリンク（８７）を回動させる遊星歯車起動用のアクチュエーター（８６）と、
    前記第２の軸（８２）を回転させて第１の軸（５５）にゼンマイ（５６）が巻かれるようにするゼンマイ巻き用のアクチュエーター（８１）と、
    を備えることを特徴とする請求項１２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
15. 前記メインプレート（１１）とバルブ（６３）に第１のアライン手段（１２０）がさらに配備されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
16. 前記第１のアライン手段（１２０）が、
    前記バルブ（６３）の外側に少なくとも１つ以上突設された位置決め棒（１２１）と、
    前記メインプレート（１１）の下部に設けられてバルブハンドルユニット（５０）がバルブハンドル（６１）に結合するときに位置決め棒（１２１）がアライン溝（１２２ａ）に嵌め込まれながらガス筒（６０）の位置を補正する位置決めパネル（１２２）と、
    を備えることを特徴とする請求項１５に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
17. 前記第１の逆転防止手段（７０）は、
    前記メインプレート（１１）に設けられたラッチ駆動用のアクチュエーター（７１）と、
    前記メインプレート（１１）に軸（７２）を中心として回動可能なように設けられて一方の端がバルブハンドルギヤー（５１）に噛合され、他方の端はラッチ駆動用のアクチュエーター（７１）のロッドに接続される第１のラッチ（７３）と、
    前記第１のラッチ（７３）に復元力を与える第１の弾性部材（７４）と、
    を備えることを特徴とする請求項１２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
18. 前記ゼンマイ巻き用のアクチュエーター（８１）にピストンの移動を感知するセンサー（８８）を設けてゼンマイ（５６）が完全に巻かれてセンサー（８８）がゼンマイ巻き用のアクチュエーター（８１）のピストンの移動を感知できないことにより制御部によりゼンマイ巻き用のアクチュエーター（８１）の駆動を中断させることを特徴とする請求項１４に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
19. 前記第２の逆転防止手段（９０）は、
    前記第２の軸（８２）に固定された第２のラッチホイール（９１）と、
    前記第２のラッチホイール（９１）に噛合されてワンウェイクラッチ（８３）の復元の際に第２の軸（８２）が逆転しないようにする第２のラッチ（９２）と、
    前記第２のラッチ（９２）に一方の端が連結された第２の弾性部材（９３）と、
    を備えることを特徴とする請求項１２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
20. 停電の際にバルブハンドル（６１）を手動で開閉する手動開閉手段（１００）がさらに配備されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
21. 前記手動開閉手段（１００）は、
    前記メインプレート（１１）に回転自在に設けられてバルブハンドルギヤー（５１）に係合するバルブハンドル手動回転歯車（１０１）と、
    前記バルブハンドル手動回転歯車（１０１）を回転させるようにメインプレート（１１）の外側に露出されるように設けられた手動ノブ（１０２）と、
    前記手動ノブ（１０２）の回転をバルブハンドル手動回転歯車（１０１）に伝える伝動手段（１０３）と、
    を備えることを特徴とする請求項２０に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
22. 前記伝動手段（１０３）が、一対のかさ歯車であることを特徴とする請求項２１に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
23. 前記バルブハンドルホルダー（５２）がバルブハンドル（６１）から組み外されるとき、完全に解けなかったゼンマイ（５６）によりバックラッシュが生じないようにするバックラッシュ防止手段（１１０）が第１の軸（５５）にさらに配備されたことを特徴とする請求項１２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
24. 前記バックラッシュ防止手段（１１０）は、
    前記第１の軸（５５）に嵌め込まれ、上板（１１１）に締結部材（１１６）により固定された固定ブロック（１１２）と、
    前記固定ブロック（１１２）の下部に位置するように第１の軸（５５）に嵌め込まれてゼンマイ駆動歯車（５８）の上面に接続される加圧部材（１１３）と、
    前記固定ブロック（１１２）から加圧部材（１１３）が昇降可能なようにするガイドピン（１１４）と、
    前記固定ブロック（１１２）と加圧部材（１１３）との間に設けられて加圧部材（１１３）を下方に偏倚させる第５の弾性部材（１１５）と、
    を備えることを特徴とする請求項２３に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
25. 前記加圧部材（１１３）の底面にブレーキパッド（１１７）が固定されたことを特徴とする請求項２４に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
26. 前記第１、第２及び第３のアクチュエーター（ａｃｔｕａｔｏｒ）（２２）、（２４）、（２６）は、油圧または空圧シリンダー、ステップモーターまたはサーボモーターのうちのいずれか１種であることを特徴とする請求項６に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
27. 前記メインプレート（１１）とガス筒（６０）のバルブ（６３）に第２のアライン手段（１３０）がさらに配備されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
28. 前記第２のアライン手段（１３０）は、
    前記メインプレート（１１）の底面に固定され、２つ以上のアラインピン（１３１ａ）を有するアライナー（１３１）と、
    前記ガス筒（６０）のバルブ（６３）に着脱自在に固定され、アラインピン（１３１ａ）が嵌め込まれる位置決め孔（１３２ａ）が形成されたアラインブロック（１３２）と、
    前記アラインブロック（１３２）をバルブ（６３）に締結部材で固定する締結板（１３３）と、
    を備えることを特徴とする請求項２７に記載のガス筒バルブの自動開閉装置。
29. キャビネットにガス筒（６０）をアラインされるようにローディングするステップと、前記ガス筒（６０）からエンドキャップ（６２）を取り外すステップと、前記エンドキャップ（６２）の取り外されたガス噴射ノズル（６４）にコネクターホルダー（２８）を螺合するステップと、前記バルブハンドルホルダー（５２）に空回転自在に設けられた第１の軸（５５）の逆転を抑えつつ、第１の軸（５５）を正回転させて第１の軸（５５）にゼンマイ（５６）を巻くステップと、前記バルブハンドルホルダー（５２）の正回転を抑えつつ、ガス筒（６０）のバルブハンドル（６１）を逆転させてバルブ（６３）を開くステップと、前記ガス筒（６０）の取り替え時期またはガスの漏出が感知されれば、バルブ（６３）を自動的に閉めるステップと、を含むことを特徴とするガス筒バルブの自動開閉方法。
30. 前記ガス筒（６０）のバルブ（６３）を開く前に第１の軸（５５）によりゼンマイ（５６）を巻くことを特徴とする請求項２９に記載のガス筒バルブの自動開閉方法。
31. 前記ガス筒（６０）からガス配管（１２）を介してガスが供給されるとき、センサー部（１４０）がガスの漏出を感知できなければガスを供給し続け、センサー部（１４０）がガスの漏出を感知すれば、バルブハンドルギヤー（５１）の抑制を解除してゼンマイ（５６）の復元力によりバルブハンドル（６１）を強制的にロックするようにすることを特徴とする請求項２９に記載のガス筒バルブの自動開閉方法。
32. 前記ガス筒（６０）のガス噴射ノズル（６４）が開かれた状態で、停電の際にバルブハンドルギヤー（５１）の抑制を解除してゼンマイ（５６）の復元力によりバルブハンドル（６１）を強制的にロックするようにすることを特徴とする請求項２９に記載のガス筒バルブの自動開閉方法。
33. 前記ゼンマイ（５６）が解けてバルブハンドルホルダー（５２）がバルブハンドル（６１）をロックした状態で、バルブハンドル開閉ユニット（４０）がバルブハンドル（６１）を電気的な力でさらにロックするステップを行うことを特徴とする請求項３１に記載のガス筒バルブの自動開閉方法。
34. 前記バルブハンドルギヤー（５２）およびゼンマイ駆動歯車（５８）の抑制を解除して、バルブハンドルホルダー（５２）およびゼンマイ駆動歯車（５８）の回転が自在にされている状態で、バルブハンドルギヤー（５１）を手動で回転させてガス筒（６０）のバルブ（６３）を閉めることを特徴とする請求項２９に記載のガス筒バルブの自動開閉方法。
35. 前記バルブハンドル（６１）からバルブハンドルホルダー（５２）が組み外されないうちに遊星歯車（８５）をゼンマイ駆動歯車（５８）から係脱させることを特徴とする請求項３１に記載のガス筒バルブの自動開閉方法。