(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターンテーブルと、該ターンテーブル上にその周方向に所定の間隔で配置された複数の成形型と、該ターンテーブルに隣接して配置され且つ各該成形型に液体原料を供給する供給手段とを具備し、該ターンテーブルが各該成形型間の間隔に対応した角度で周方向に間欠的に回転し、各該成形型が該供給手段に順次接続可能に構成された石鹸の製造装置であって、
前記ターンテーブルに、歯部を有する円環状のラックが同心状に固定され、該ラックの該歯部に、複数のピニオンが噛み合わされており、
複数の前記ピニオンのそれぞれに１対１で対応して接続された複数の駆動源を具備し、各該駆動源による各該ピニオンの回転により前記ラックが従動回転し、それにより前記ターンテーブルが周方向に回転するようになされている石鹸の製造装置。
【請求項２】
少なくとも２個の前記ピニオンと各該ピニオンのそれぞれに１対１で対応して接続された２個の前記駆動源とを具備し、２個の該ピニオンが、前記ラックを挟んで略対向するように配置されている請求項１記載の石鹸の製造装置。
【請求項３】
複数の前記駆動源はそれぞれサーボモータであり、複数の該サーボモータを補間制御する制御ユニットを具備している請求項１又は２記載の石鹸の製造装置。
【請求項４】
ターンテーブルと、該ターンテーブル上にその周方向に所定の間隔で配置された複数の成形型と、該ターンテーブルに隣接して配置され且つ各該成形型に液体原料を供給する供給手段とを具備し、該ターンテーブルが各該成形型間の間隔に対応した角度で周方向に間欠的に回転し、各該成形型が該供給手段に順次接続可能に構成された石鹸の製造装置であって、
複数の前記成形型は、それぞれ、前記液体原料が充填される成形用のキャビティを複数有しており、
前記供給手段は、複数の前記キャビティのそれぞれに１対１で対応し且つ該供給手段と前記成形型とを接続するときに先端が該成形型と接触し且つ該先端に前記液体原料の供給口を有する、複数のノズルと、該ノズルが設けられ且つ該液体原料を該ノズルへ供給する供給路を内部に有する、本体とを具備し、
前記ノズルは、前記供給手段と前記成形型とを接続するときの接続方向に伸縮する伸縮部材を介して、前記本体に設けられ、且つ該ノズルの一部が前記供給路内に挿入され、該伸縮部材の伸縮に伴って該供給路内を該接続方向に摺動可能になされている石鹸の製造装置。
【請求項５】
前記ノズルにおける前記供給路内に挿入される部分の外面の材質が、該ノズルにおける該供給路内に挿入されない部分の外面の材質と異なっている請求項４記載の石鹸の製造装置。
【請求項６】
前記本体は、前記供給路内及び前記ノズル内を前記接続方向に進退可能に設けられたバルブを具備し、該バルブの先端を該ノズルの先端側に位置させることで前記供給口を閉塞可能になされており、
前記バルブの先端で前記供給口を閉塞した状態で、前記ノズルの先端を前記成形型に接触させて前記供給手段と該成形型とを接続したときに、該ノズルが前記接続方向に摺動し、該ノズルの摺動に伴って該バルブが従動するようになされている請求項４又は５記載の石鹸の製造装置。
【請求項７】
前記ノズルの先端と前記バルブの先端とが同一形状である請求項６記載の石鹸の製造装置。
【請求項８】
前記供給手段は、複数の前記ノズルのそれぞれに１対１で対応する複数のヒーターを具備し、各該ヒーターにより複数の該ノズルの温度をそれぞれ独立に制御可能になされている請求項４〜７の何れか一項に記載の石鹸の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の成形型を所定角度間隔でターンテーブル上に配置し、該ターンテーブルを各該成形型の配置角度間隔に対応した角度で間欠回転させ、該ターンテーブルに隣接して配置された液体原料の供給手段により各該成形型に該液体原料を順次供給し、該成形型内で該液体原料を成形固化させて石鹸を製造する、ロータリー式石鹸製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融石鹸の如き液体原料を所定形状に成形固化させて石鹸を製造する装置として、本出願人は、先に特許文献１において、一組の割型が組み付けられて内部に成形用のキャビティが複数形成される石鹸の成形型と、該成形型の該キャビティに液体原料を注入する注入装置とを備え、該注入装置が、複数の該キャビティのそれぞれに１対１で対応する複数のノズルを備えている石鹸の製造装置を提案している。特許文献１に記載の石鹸の製造装置は、成形型が成形用のキャビティを複数有しているため、高品質の石鹸を一度に多数個製造することができ、生産性に優れる。
【０００３】
また従来、複数の成形型を所定度間隔でターンテーブルに搭載し、該ターンテーブルを各成形型間の配置角度間隔に対応した角度で間欠回転させる（ターンテーブルに搭載した成形型の１つを、順次、射出・充填ポジションに位置付けるように間欠回転させる）ようにした射出成形装置が知られている。例えば特許文献２には、外周面に歯部が刻設された円形従動部をターンテーブルに設けると共に、外周面に歯部が刻設された円形駆動部をサーボモータの駆動軸に設け、該円形従動部と該円形駆動部との間にベルト又はチェーン部材を張設した構成の堅型ロータリー式射出成形機が記載されている。
【０００４】
また、特許文献３には、ターンテーブル等の被駆動体をサーボモータ等の駆動源で回転駆動させるときに懸念されるバックラッシの発生を防止し、被駆動体の高精度の位置制御が可能な技術として、２個のサーボモータを駆動して１個の被駆動体を従動回転させるデュアルドライブ方式において、各サーボモータ側の伝動機構により被駆動体側の伝動機構を挟圧若しくは張引するように位置指令に差を与えて２つのサーボモータを駆動することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１１７１０号公報
【特許文献２】特開平１０−６４６号公報
【特許文献３】特開平７−８８７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載の如き、複数の成形型が搭載された間欠駆動型のターンテーブルを具備するロータリー式の成形装置において、精度の良い成形品を効率良く得るためには、ターンテーブルを高速で回転させ且つターンテーブル（成形型）の位置決めを高精度で行う必要があるところ、この種の成形装置におけるターンテーブルは、一般に大型で重量が重いため、ターンテーブル上の成形型を高速且つ高精度で位置決めすることは容易ではない。特許文献２に記載されているように、ベルト又はチェーン部材によってターンテーブルを回転駆動させる方法は、高速回転による生産効率の向上の点では有効であるが、ベルト等の伸びや磨耗が懸念されるため、高精度の位置決めによる品質の向上の点では不利である。また、ターンテーブルの高精度の位置決めのために、ターンテーブルにピン等の挿入具を挿入する方法を採用した成形装置が知られているが、そのような構成の成形装置は、挿入具の挿入や取り外しに時間を要するため高速運転が難しく、生産効率の向上の点で不利である。
【０００７】
また、液体原料の吐出用ノズルから成形型のキャビティに該液体原料を充填して成形固化させる石鹸の製造方法、特に、複数の成形型が搭載された間欠駆動型のターンテーブルを具備するロータリー式の成形装置を用いた石鹸の製造方法においては、分離状態にあるノズルと成形型とを接続し、ノズルから成形型へ液体原料を供給してキャビティに充填し、充填完了後ノズルと成形型と分離する、という一連の工程が繰り返され、ノズルと成形型との接続の度に、ノズル先端の供給口と成形型の所定位置（液体原料の注入口）の位置決めを高精度で行い、液体原料の漏れを起こさないように供給口及び注入口がシールされるような接続を確実に行う必要がある。しかしながら、ノズルや成形型の加工精度や溶融状態の液体原料の使用に起因する熱膨張等により、ノズルと成形型との確実な接続を安定的に実施することは困難な場合があり、斯かる接続ができなければ、生産効率及び石鹸の品質の低下を招くおそれがある。特に、特許文献１に記載の如き、複数のノズルを備えた注入装置を用いる場合は、ノズルの数が多くなる分、その困難度が増す。
【０００８】
前述したように、複数の成形型が搭載された間欠駆動型のターンテーブルを具備する従来のロータリー式の成形装置は、ターンテーブルの回転に関して高速性や位置決め精度の点で改善の余地があり、また、液体原料を吐出するノズルと成形型との接続に関してそれらの位置決め精度やシール性の点で改善の余地がある。これらの問題を解決し、高品質の石鹸を効率良く製造することのできる石鹸の製造装置は未だ提供されていない。
【０００９】
従って本発明の課題は、高品質の石鹸を効率良く製造することのできる石鹸の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ターンテーブルと、該ターンテーブル上にその周方向に所定の間隔で配置された複数の成形型と、該ターンテーブルに隣接して配置され且つ各該成形型に液体原料を供給する供給手段とを具備し、該ターンテーブルが各該成形型間の間隔に対応した角度で周方向に間欠的に回転し、各該成形型が該供給手段に順次接続可能に構成された石鹸の製造装置であって、前記ターンテーブルに、歯部を有する円環状のラックが同心状に固定され、該ラックの該歯部に、複数のピニオンが噛み合わされており、複数の前記ピニオンのそれぞれに１対１で対応して接続された複数の駆動源を具備し、各該駆動源による各該ピニオンの回転により前記ラックが従動回転し、それにより前記ターンテーブルが周方向に回転するようになされている石鹸の製造装置を提供することにより、前記課題を解決したものである。
【００１１】
また、本発明は、ターンテーブルと、該ターンテーブル上にその周方向に所定の間隔で配置された複数の成形型と、該ターンテーブルに隣接して配置され且つ各該成形型に液体原料を供給する供給手段とを具備し、該ターンテーブルが各該成形型間の間隔に対応した角度で周方向に間欠的に回転し、各該成形型が該供給手段に順次接続可能に構成された石鹸の製造装置であって、複数の前記成形型は、それぞれ、前記液体原料が充填される成形用のキャビティを複数有しており、前記供給手段は、複数の前記キャビティのそれぞれに１対１で対応し且つ該供給手段と前記成形型とを接続するときに先端が該成形型と接触し且つ該先端に前記液体原料の供給口を有する、複数のノズルと、該ノズルが設けられ且つ該液体原料を該ノズルへ供給する供給路を内部に有する、本体とを具備し、前記ノズルは、前記供給手段と前記成形型とを接続するときの接続方向に伸縮する伸縮部材を介して、前記本体に設けられ、且つ該ノズルの一部が前記供給路内に挿入され、該伸縮部材の伸縮に伴って該供給路内を該接続方向に摺動可能になされている石鹸の製造装置を提供することにより、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の石鹸の製造装置は、高速且つ高精度な位置決めが可能なターンテーブルを具備しているため、高品質の石鹸を効率良く製造することができる。また、本発明の石鹸の製造装置は、成形型に液体原料を供給する供給手段における複数のノズルそれぞれが、該ノズルが取り付けられている該供給手段の本体内における、液体原料の供給路内を、該供給手段と該成形型とを接続するときの接続方向に摺動可能になされているため、該供給手段と該成形型とを確実に接続することができ、液体原料の漏れを起こし難く、高品質の石鹸を効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の石鹸の製造装置の一実施形態の模式上面図である。
【図２】図２は、図１に示す製造装置の模式垂直断面図である。
【図３】図３は、図１に示す製造装置の要部（ラック及びピニオン）の模式上面図である。
【図４】図４は、本発明に係るピニオンの配置位置の説明図である。
【図５】図５は、図１に示す製造装置における成形型（型締手段）及び供給手段を示す模式図である。
【図６】図６は、図５に示す成形型の型開状態の模式斜視図である。
【図７】図７は、図６に示す成形型の割型を組み付けた状態の模式断面図である。
【図８】図８は、図１に示す製造装置における液体原料の循環手段を示す模式図である。
【図９】図９は、図１に示す製造装置の成形開始時における成形型及び供給手段の状態を示す模式図である。
【図１０】図１０は、図９の要部拡大図である。
【図１１】図１１は、成形型の内部に液体原料を供給する状態を模式的に示す図１０相当図である。
【図１２】図１２は、図１に示す製造装置において成形型の内部への液体原料の充填が完了した状態を示す模式図である。
【図１３】図１３は、図１に示す製造装置において成形型を型開した状態を示す模式図である。
【図１４】図１４は、図１に示す製造装置を用いて製造された石鹸の模式側面図である。
【図１５】図１５は、本発明に係る成形型の他の実施形態の一部を示す図であり、成形型の割型を組み付けた状態の模式断面図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る供給手段の他の実施形態の要部拡大図である。
【図１７】図１７は、図１５に示す成形型と図１６に示す供給手段のノズルとを接続した状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づき図面を参照して説明する。図１及び図２には、本発明の石鹸の製造装置の一実施形態の概略が示されている。本実施形態の石鹸の製造装置５は、ターンテーブル６と、ターンテーブル６上にその周方向に所定の間隔で配置された複数の成形型１（成形型１を開閉させる型締手段２）と、ターンテーブル６に隣接して配置され且つ各成形型１に溶融石鹸（液体原料）を供給する供給手段３と、液体原料の循環手段４（図８参照）とを具備し、ターンテーブル６が各成形型１（型締手段２）間の間隔に対応した角度で周方向に間欠的に回転し、各成形型１（型締手段２）が供給手段３に順次接続可能に構成されている。図１中、符号Ｒ１は、ターンテーブル６の回転方向を示す。本実施形態の製造装置５は、１５個の成形型１（型締手段２）を具備している。
【００１５】
先ず、本実施形態の石鹸の製造装置５の主たる特長の１つであるターンテーブル６の駆動機構について、図１〜図４を参照して説明する。ターンテーブル６は、金属等の剛体からなり、図１に示すように平面視して円形形状であり、その中心部が、ベースプレート６６から立設された円柱状の支柱６７によって回転可能に軸支されている。
【００１６】
図３には、単一のラック７０及び複数のピニオン７２を含んで構成されるターンテーブル６の駆動機構が示されている。図１〜図３に示すように、ターンテーブル６には、歯部７１を有する円環状のラック７０が同心状に固定され、ラック７０の歯部７１に、複数のピニオン７２が噛み合わされている。本実施形態の製造装置５は、２個のピニオン７２を具備している。ラック７０は、ターンテーブル６の下面（成形型１の配置面とは反対側の面）の中央部に、ボルト止めや溶接等の公知の固定手段によって固定されている。
【００１７】
ラック７０は、円環状を成すギヤであり、その外周面全体に歯部７１が連続して形成されている。ラック７０としては、例えば、所定の長さを有する偏平な金属製板材の片側縁に金属加工機等によって等ピッチの歯部７１を連続形成して製作したものを使用することができ、位置決め精度を上げるために、金属加工機等によって形成された歯部７１を研磨しても良い。ターンテーブル６の直径Ｒｂとラック７０の直径Ｒａとの比（Ｒｂ／Ｒａ）は、好ましくは１〜２、更に好ましくは１〜１．５である。
【００１８】
２個のピニオン７２は、それぞれ、平面視して略円盤状であり、その外周面に歯部が連続して形成されており、ピニオン７２の該歯部とラック７０の歯部７１とが噛み合わされている。２個のピニオン７２は、それぞれ、駆動源７３に接続されており、駆動源７３によってその周方向に回転される。ピニオン７２は、複数の円柱状のピン（又はローラ）を回転（自転）可能なようにホルダーに取り付けた構成の内歯車であっても良い。
【００１９】
本実施形態の製造装置５は、図１及び図２に示すように、複数（２個）のピニオン７２のそれぞれに１対１で対応して接続された複数（２個）の駆動源７３を具備し、各駆動源７３による各ピニオン７２の回転によりラック７０が従動回転し、それによりターンテーブル６が周方向（方向Ｒ１）に回転するようになされている。即ち、本実施形態では、１個の被駆動体〔ラック７０（ターンテーブル６）〕を回転させるために、駆動源７３の動力によって回転するピニオン７２を複数用いている。このように、回転駆動する複数のピニオン７２によって単一の被駆動体であるターンテーブル６を従動回転させることにより、ターンテーブル６が大型で重量の重いものであってもターンテーブル６の高速回転が可能になると共に、ターンテーブル６の間欠的な回転における高精度の位置決めが可能になる。従って、このようなターンテーブルの駆動機構を有する本実施形態の製造装置５によれば、高品質の石鹸を効率良く製造することができる。これに対し、１個のラック７０（ターンテーブル６）を１個のピニオン７２（１個の駆動源７３）で回転させる駆動機構は、大型で重量のあるターンテーブル６の回転速度や位置を精密に制御することが難しく、高品質の石鹸を効率良く製造することはできない。
【００２０】
ラック７０及びピニオン７２としては、ターンテーブル６の高精度の位置決めを得る観点から、両者７０，７２がバックラッシ（歯車を噛み合わせたときの歯面間の遊び又は隙間）の生じないように噛み合うノンバックラッシタイプのものが好ましい。ノンバックラッシタイプのラック及びピニオンとして、加茂精工（株）製のノンバックラッシラック及びピニオン（ＴＣＧランナー）が好ましく用いられる。
【００２１】
複数の駆動源７３は、それぞれ、図２に示すように、水平に配置されたターンテーブル６の下面に直交する方向（図２の上下方向）に延びる回転軸（出力軸）７４を具備する減速機付きモータであり、その回転軸７４にピニオン７２が取り付けられている。駆動源７３としては、ピニオン７２（ラック７０）の動作制御が可能であれば特に制限はなく、サーボモータ、空圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ等を用いることができる。これらの中でも特にサーボモータは、加速・減速制御の応答性等の点で好ましい。本実施形態では、複数の駆動源７３として同一出力のサーボモータを２個用いており、単一のラック７０及び複数のピニオン７２を含んで構成されるターンテーブル６の駆動機構の採用により、各駆動源７３としてトルクが比較的小さい小型のサーボモータを用いることができる。
【００２２】
複数のピニオン７２（駆動源７３）のラック７０に対する配置位置は、特に制限されないが、前述した、ターンテーブル６の高速回転及び高精度の位置決めをより確実に得られるようにする観点から、２個のピニオン７２が、ラック７０を挟んで略対向するように配置されていることが好ましい。ここで、「略対向する」とは、図４に示すように、ラック７０に噛み合わされている２個のピニオン７２Ａ，７２Ｂのうちの一方７２Ａに対し、他方７２Ｂが、一方７２Ａからラック７０の周方向Ｒ１及びＲ２それぞれに中心角にして１２０°に亘る領域Ａ１及びＡ２を除く、ラック７０の領域Ａ３（ラック７０の中心角にして１２０°の領域）に位置することを意味する。本実施形態における２個のピニオン７２（駆動源７３）はラック７０を挟んで対向配置されており、一方のピニオン７２（駆動源７３）と他方のピニオン７２（駆動源７３）とのなす角は１８０°であり、ターンテーブル６の下方にターンテーブル６の中心に位置する支柱６７を挟んで対称に設けられている。
【００２３】
本実施形態では、前述したように、複数の駆動源７３として２個のサーボモータを用いており、更に、これら２個のサーボモータ７３を、一方のモータに合わせて他方のモータを制御する方法ではなく、両方のモータに同時に位置指令を与える方法で制御している。前者の制御方法に従い一方のモータに合わせて他方を制御する場合、必ず遅れ時間が発生し、追従する側（スレーブ側）のモータは追従される側（マスター側）のモータに比べ負荷が小さくなり、両方のモータの出力を充分に生かし切れなくなる不都合が発生するおそれがあるが、後者の制御方法によれば、そのような不都合の発生が防止される。より具体的には、本実施形態では、後者の制御方法を実施すべく、仮想的なモータをソフト的に作製してその仮想的なモータの位置に現実の２個のモータの位置を合わせるように指令を出し、仮想的なモータの位置にそれぞれの現実のモータの位置を合わせるように補間制御を行う。即ち、本実施形態の製造装置５は、複数のサーボモータ７３を補間制御する制御ユニット（図示せず）を具備している。これにより、現実の２個のモータ７３には同じ指令が与えられ、一方のモータ７３が遅れたり進んだりすることが無くバランスのとれた出力トルクを発生させることが可能になる。一方のモータ７３に僅かな遅れが生じた場合、指令値と現在値との差が大きくなるのでモーションコントローラ（図示せず）がフィードバック制御することで出力トルクを増加させ加速して位置偏差が一定になるように制御して２個のモータ７３の位置を合わせる。補間制御では、モータが複数個有っても複数のモータそれぞれに同じ指令が与えられるので、バランスのとれた動作が可能になる。なお、モータに与えられる位置指令を数ミリセカンド毎に更新し、その間隔でフィードバック制御を行うことで安定したスムーズなモータ動作が行える。
【００２４】
次に、本実施形態の石鹸の製造装置５における石鹸の製造機構（成形型１、型締手段２、供給手段３、循環手段４）について、図５〜図８を参照して説明する。図５には、図１に示すターンテーブル６上の複数（１５個）の成形型１（型締手段２）のうちの１個と供給手段３とが対向している状態が示されている。特に断らない限り、図５に示す成形型１（型締手段２）以外の他の成形型１（型締手段２）も、図５に示すものと同様に構成されている。
【００２５】
成形型１は、溶融石鹸（液体原料）が充填される成形用のキャビティ１０を複数有しているもので、図６に示すように、二個一組の割型１Ａ及び割型１Ｂで構成されている。各割型は金属等の剛体からなる矩形ブロック状の形態をしており、それぞれのパーティング面ＰＬに凹状のキャビティの形成面１１Ａ及び１１Ｂがそれぞれ複数形成されている。各キャビティの形成面（以下、キャビティ形成面ともいう）１１Ａ，１１Ｂは、割型１Ａと割型１Ｂとをそれらのパーティング面ＰＬで突き合わせて組み合わせたとき、図７に示すように、製造すべき石鹸の形状に合致した形状のキャビティ１０が複数（本実施形態では１２個）形成されるように設けられている。
【００２６】
複数のキャビティ形成面１１Ａは、成形型の上下方向Ｚ及び該上下方向Ｚと直交する左右方向Ｙそれぞれに所定間隔を置いて列をなすように配されている。本実施形態では、上下方向Ｚに沿って２個のキャビティ形成面１１Ａを配してなる列が、左右方向Ｙに所定間隔を置いて６列並列に配されている。複数のキャビティ形成面１１Ｂもこれと同様に配されている。従って、図７に示す如く割型１Ａと割型１Ｂとをそれらのパーティング面ＰＬで突き合わせて組み付けた状態においては、複数（１２個）のキャビティが上下方向Ｚ及び左右方向Ｙそれぞれに所定間隔を置いて列をなすように配されている。
【００２７】
また、図７に示す如く割型１Ａ及び１Ｂを組み付けた状態においては、複数のキャビティ１０それぞれの下部に該キャビティ１０に通ずる溶融石鹸の供給路１２が配されている。供給路１２は、キャビティ１０の下部から下方に延びるランナー１２Ａと、該ランナー１２Ａと直交し且つ割型１Ａ及び１Ｂを組み付けるときの組み付け方向Ｘに延びるスプール１２Ｂとを有しており、成形型１の側面視において略Ｌ字状をしている。ランナー１２Ａは、キャビティ１０の最下部（底部）から成形型１の下端近傍まで略垂直に延びている。スプール１２Ｂは、ランナー１２Ａの下端から成形型１の外面（割型１Ｂの背面）まで略水平に延びている。後述するように溶融石鹸は、ランナー１２Ａ及びスプール１２Ｂからなる供給路１２を通じて、キャビティ１０の下部から上方へ向かって充填される。
【００２８】
図６に示すようにランナー１２Ａは、割型１Ａのパーティング面ＰＬの一部を切り欠いて形成されている。ランナー１２Ａは、円の一部が該パーティング面ＰＬに沿って切り欠かれた断面形状をしており、その径は、ランナー１２Ａの全長に亘って略一定となっている。ランナー１２Ａは一端（上端）がキャビティ形成面１１Ａで開口し、他端（下端）が閉じている。スプール１２Ｂは、割型１Ｂの所定部位に該割型１Ｂをその厚さ方向に貫通する貫通孔を穿設し、該貫通孔に、図７に示すように、スプール１２Ｂを有するスプールブッシュ１４を嵌着して形成されており、スプールブッシュ１４における割型１Ｂの背面側の端部が、溶融石鹸の注入口１６となっている。スプール１２Ｂの径は、割型１Ｂの背面側（注入口１６）に向かうに連れ漸次縮径している。
【００２９】
図７に示すように、ランナー１２Ａが形成されている割型１Ａをそのパーティング面と反対側に位置する背面から見たときに、該ランナー１２Ａに対応する部位（ランナー形成面）に、該背面から該ランナー１２Ａに達する微細幅のスリット１３が形成されている。本実施形態においては、スリット１３は、ランナー１２Ａに対応する部位のみならず、キャビティ１０に対応する部位（キャビティ形成面１１Ａ及び１１Ｂ）にも形成されている。割型１Ａにおける複数のスリット１３は、それぞれ、キャビティ形成面１１Ａ又はランナー形成面から該割型１Ａの背面まで略水平に延びている。割型１Ｂにおける複数のスリット１３は、それぞれ、キャビティ形成面１１Ｂから該割型１Ｂの背面まで略水平に延びている。スリット１３は、後述するように、成形型１内で溶融石鹸を固化させて固形石鹸とした後に該成形型１を型開する際に利用されるもので、固形石鹸の一方の割型への吸引や空気の吹き出しに用いられる。スリット１３の幅は、好ましくは１０〜１００μｍである。
【００３０】
割型１Ａのパーティング面ＰＬ上の少なくともキャビティ形成面１１Ａを介してランナー１２Ａに対向する位置にはエアベント（図示せず）が設けられている。該エアベントは、キャビティに溶融石鹸を充填するときに該キャビティの空気を外部に排出するための脱気孔として機能する。該エアベントは割型１Ａに限らず、割型１Ｂに設置することもでき、また両割型１Ａ，１Ｂに設置することもできる。また図示していないが、両割型１Ａ，１Ｂを構成するブロックには冷却水の循環路が設けられている。
【００３１】
成形型１は、図５に示すように、型締手段２に取り付けられる。具体的には、成形型１における割型１Ｂはその下部が、ベースプレート２０から立設された支持板２１に取り付けられており、固定型となっている。ベースプレート２０は、ターンテーブル６（図５では図示せず）の上面に配置されている。一方割型１Ａはその背面が、サーボモータ２２に送りねじ２３を介して接続された可動板２４に取り付けられている。サーボモータ２２は、送りねじ２３が可動板２４と直交する方向に摺動するように、ベースプレート２０から立設された支持板２５に取り付けられている。従って、割型１Ａは水平方向に移動可能な移動型となっている。成形型１は、各供給路１２が各キャビティ１０の下側に位置するように固定されている。これによって、溶融石鹸はキャビティ１０の下部から上方へ向かって充填される。
【００３２】
型締手段２は、図５に示すように、成形型１のターンテーブル６の上面（成形型１の配置面）からの設置高さを調整する高さ調整手段４８を具備している。より具体的には、型締手段２を構成し且つターンテーブル６上に配置されるベースプレート２０と、成形型１を構成し且つ注入口１６が形成された割型１Ｂとの間には、高さ（厚さ）を可変可能な高さ調整手段４８が、両者２０，１Ｂと接するように配置されている。高さ調整手段４８の高さ（厚さ）を変更することにより、割型１Ｂのベースプレート２０からの設置高さが変動し、延いては、割型１Ｂのターンテーブル６の上面からの設置高さが変動する。このように成形型１（割型１Ｂ）のターンテーブル６の上面からの設置高さを可変可能にすることで、供給手段３（ノズル３２）と成形型１（割型１Ｂ）との接続前における両者の位置決めをより高精度で行うことが可能となり、それによって接続時における液漏れがより効果的に防止される。高さ調整手段４８による割型１Ｂの設置高さの変動幅は、０．５ｍｍ程度である。高さ調整手段４８としては、例えば、調整ブロック・シム・ジャッキボルトを用いることができる。
【００３３】
成形型１の型締めやキャビティ１０の圧力制御を行うサーボモータ２２は、図示しない制御装置と電気的に接続されている。該制御装置は、サーボモータ２２をはじめとする製造装置５全体を実質的に制御するマイクロコンピュータ等のＣＰＵと、該ＣＰＵにより実行される制御プログラムや各種データ等の必要な固定情報を格納したＲＯＭと、該ＣＰＵによる処理の実行時におけるワークエリアとして使用されるＲＡＭと、該制御装置のオペレーター用入力装置などを備えている。
【００３４】
供給手段３は、図１に示すように、ターンテーブル６に隣接して配置されており、ターンテーブル６近傍の所定位置に固定されている。供給手段３は、図５に示すように、１個の成形型１における複数のキャビティ１０（図７参照）のそれぞれに１対１で対応する複数のノズル３２と、ノズル３２が設けられる本体としての供給部３９とを具備している。ノズル３２の先端は、供給手段３と成形型１とを接続するときに成形型１と接触する部位であり、該先端には、溶融石鹸（液体原料）の供給口が形成されている。供給部３９（供給手段３の本体）の内部には、溶融石鹸をノズル３２へ供給する供給路が形成されている。
【００３５】
更に説明すると、供給手段３は、複数のキャビティ１０（複数の供給路１２）のそれぞれに１対１で対応する複数（本実施形態では１２個）の溶融石鹸の供給部３９を備えている。複数の供給部３９は、成形型１の上下方向Ｚ及び左右方向Ｙそれぞれに所定間隔を置いて列をなすように配されており、成形型１を構成する割型１Ｂにおける複数（１２個）のスプール１２Ｂの開孔部に１対１で対応している。複数の供給部３９は、それぞれ、一端が後述する循環手段４の循環管路４２に接続されている供給管３０を備えている。供給管３０の他端は、溶融石鹸の供給路として機能する液溜まり部３１となっており、その液溜まり部３１にノズル３２が突設されている。本実施形態に係る供給手段３は、１２個の供給部３９を具備しているので、ノズル３２を１２個具備していることになる。
【００３６】
ノズル３２内には、該ノズル３２の内形状と同形状の外形を有する押し込みバルブ３３が配されている。バルブ３３は、その後端に取り付けられているエアーシリンダ３８によってノズル３２内を進退する。バルブ３３が後退することでノズル３２とバルブ３３との間に空隙が生じ、この空隙を通じて溶融石鹸が成形型１へ供給される。一方、バルブ３３が前進するとノズル３２とバルブ３３とが嵌り合って、両者間には空隙が無くなり溶融石鹸の供給が停止される。つまり、バルブ３３の進退によって、溶融石鹸が供給され、またその供給が遮断されるようになっている。
【００３７】
供給管３０における、溶融石鹸の流動方向（図５中矢印Ａで示す方向）に関してノズル３２よりも上流側の位置には、定容量供給装置の一例であるシリンダ３４及びピストン３６が取り付けられている。シリンダ３４は、供給管３０と交差するように設けられている。シリンダ３４内には、該シリンダ３４を境として供給管３０の上流側又は下流側とシリンダ３４とを択一的に連通させる切り替え用のロータリーバルブ３５が配されている。これと共にシリンダ３４内には、該シリンダ内を進退可能になっているピストン３６が配されている。そして、シリンダ３４とピストン３６とによって、溶融石鹸の定容量供給装置が構成されている。ピストン３６の進退は、その後端に取り付けられているサーボモータ３７によって精密に制御されている。ピストン３６が後退することで、シリンダ３４内には、溶融石鹸を収容するための空間が形成される。この空間に溶融石鹸が充填されたのち、ピストン３６を押し込むことで、成形型１のキャビティ１０へ溶融石鹸が加圧下に充填される。キャビティ１０への溶融石鹸の供給体積は、ピストン３６の後退距離又は押し込み距離によって決定される。具体的には、１）後退前のピストン３６の位置を原点としてピストン３６の後退距離で供給体積を決定する方法、又は２）後退後のピストン３６の位置を原点としてピストン３６の押し込み距離で供給体積を決定する方法がある。計量される溶融石鹸が気泡入りである場合、これは圧縮性の流体であるので、前記１）の方法において、ピストン３６の原点の位置でシリンダ３４内に溶融石鹸ができるだけ残らないように原点を決めることが、製品重量の精度を高める点から好ましい。
【００３８】
複数の供給部３９は、ベースプレート６０から立設された枠体６１に取り付けられている。ベースプレート６０は、台座６２上に摺動自在に配されたスライダー６３の上に載置固定されている。スライダー６３は、台座６２上に載置されたサーボモータ６４に送りねじ６５を介して接続されており、サーボモータ６４の動作によって台座６２上を摺動する。これによって、複数の供給部３９が、型締手段２に取り付けられた成形型１に対して接離可能になっている。
【００３９】
溶融石鹸の循環手段４は、図８に示すように、貯蔵タンク４１、該貯蔵タンク４１に接続され且つ該貯蔵タンク４１内を経由するループを形成する循環管路４２、該循環管路４２の途中に介在された循環ポンプ４３を備えている。また貯蔵タンク４１には、発泡部（図示せず）において発泡された溶融石鹸の供給管路４４が接続されている。更に貯蔵タンク４１内には撹拌翼４５が設置されている。撹拌翼４５はモータ４６によって所定方向に回転する。循環管路４２には、前述した溶融石鹸の複数の供給部３９が、循環管路４２と開閉可能に連通するように接続されている。尚、図８では、各供給部３９が循環管路４２に直列に接続されているように記載されているが、両者の接続は必ずしもこのようになっているわけではない。貯蔵タンク４１及び循環管路４２を含む循環手段４並びに供給部３９には、何れも温水及びヒーター等の保温装置が取り付けられており、所定温度に保たれている。
【００４０】
以上の構成を有する石鹸の製造装置５を用いた石鹸（気泡入り石鹸）の製造方法について説明する。先ず循環手段４による溶融石鹸の循環について図８を参照しながら説明すると、図示しない発泡部において発泡されて、無数の気泡が分散含有されている溶融石鹸は、供給管路４４を通じて貯蔵タンク４１内に貯えられる。貯蔵タンク４１内において溶融石鹸は、撹拌翼４５によって撹拌されて、気泡の分散状態が均一に保たれる。溶融石鹸の一部は、循環ポンプ４３によって循環管路４２内に送り込まれる。その結果、貯蔵タンク４１内に貯えられている溶融石鹸は、貯蔵タンク４１を経由して循環管路４２内を循環する。この循環によって、たとえ何らかのトラブルが発生して石鹸製造の作業が停止しても、溶融石鹸が配管系内で停滞することがなくなり、溶融石鹸に剪断力が常に加わった状態が維持され、気泡と液体分とが分離状態となることが防止される。特に、本実施態様においては、溶融石鹸を循環させることで剪断力を加えるので、例えば溶融石鹸の流速を制御して溶融石鹸に剪断力を加える時間を制御できるという利点がある。つまり気泡を含む溶融石鹸のような保存安定性の低い圧縮性流体に長時間剪断力を加え続けることで気泡の状態を保持させることができる。一方、剪断力を加えないと、気泡の合一や気液の分離が起こることが避けられない。このように、溶融石鹸を循環させる場合に、剪断力を加える時間を制御することで、溶融石鹸に効果的に剪断力を加えることができ、その結果、貯蔵タンク４１内の気泡入り石鹸における気泡の分散状態を良好にすることができ、且つその良好な状態を長時間保つことができる。貯蔵タンク４１における撹拌翼４５による撹拌によっても、気泡と液体分との分離はある程度防止できるが十分とはいえない。撹拌翼４５によって気液分離や気泡の合一が発生しないように溶融石鹸を撹拌すると、溶融石鹸が気泡を巻き込みその比重が変動してしまう。従って、貯蔵タンク４１内では気泡を混入させない緩やかな撹拌を行い、気泡と液体分との分離防止は、循環管路４２内の循環によって行うことが好ましい。
【００４１】
本実施形態の石鹸の製造装置５は、ロータリー式石鹸製造装置であり、ターンテーブル６の間欠的な回転によって各成形型１（型締手段２）が、所定位置に固定された１台の供給手段３の近傍に順次配置され、供給手段３から溶融石鹸を供給されるようになされている。供給手段３による成形型１への溶融石鹸の供給は、１）供給手段３（ノズル３２）と成形型１（注入口１６）との接続（ノズル前進）、２）溶融石鹸の充填、３）接続状態の保持（ノズル保持）、４）ノズル３２の注入口１６からの離脱（ノズル後退）、及び５）ターンテーブル６の回転による、溶融石鹸未充填の成形型１の供給手段３の近傍への移動（インターバル）を、１サイクルとしている。
【００４２】
成形開始前に、型締手段２のサーボモータ２２を動作させて送りねじ２３を押し出して、図９に示すように割型１Ａと割型１Ｂとを型閉する。両割型には、前述した冷却水の循環路に水を循環させておく。また、ターンテーブル６を回転させて、成形型１における割型１Ｂの背面側に供給手段３を配置し、該供給手段３のサーボモータ６４を動作させてスライダー６３を方向Ｘ（図１参照）に摺動させて、図９に示すように複数の供給部３９それぞれにおけるノズル３２の先端と、割型１Ｂにおける複数のスプール１２Ｂそれぞれの開孔部とを１対１で接続する。尚、図中符号Ｘが付された矢印が示す方向は、供給手段３（ノズル３２）と成形型１とを接続するときの接続方向、あるいは割型１Ａ及び１Ｂを組み付けるときの組み付け方向である。
【００４３】
図９に示す状態においては、各供給部３９におけるシリンダ３４と循環管路４２との連通が、ロータリーバルブ３５によって遮断されている。シリンダ３４内に配されているピストン３６は所定の位置に留まっている。またこの状態においては、図１０に示すように、各供給部３９における押し込みバルブ３３はノズル３２内に完全に挿入されており、溶融石鹸が供給されないようになっている。
【００４４】
この状態下に、循環管路４２を循環する溶融石鹸は、その一部が、各供給部３９へ送り込まれる。溶融石鹸を各供給部３９へ送り込むには、ロータリーバルブ３５を所定角度回転させてシリンダ３４と循環管路４２とを連通させる。これと共にサーボモータ３７を作動させてピストン３６を後退させる。これによってシリンダ３４内に空間が形成され、その空間内に溶融石鹸が流入する。ピストン３６の後退は、所定量の溶融石鹸がシリンダ３４内に充填されるまで続けられる。
【００４５】
所定量の溶融石鹸がシリンダ３４内に充填されたら、サーボモータ３７の作動を停止し、ピストン３６の後退を停止する。次に、ロータリーバルブ３５を所定角度反転させてシリンダ３４と循環管路４２との連通を遮断し且つシリンダ３４とノズル３２とを連通させる。引き続き、エアーシリンダ３８を作動させてノズル３２内からバルブ３３を引き抜き、両者間に空隙を形成する。この状態を図１１に示す。これによって、シリンダ３４、供給管３０、液溜まり部３１及びノズル３２並びにスプール１２Ｂ、ランナー１２Ａ及びキャビティ１０からなる溶融石鹸の供給路が形成される。この状態下にサーボモータ３７を作動させてシリンダ３４内のピストン３６を押し込む。これによって、シリンダ３４内に充填されていた溶融石鹸が前記供給路を通じて成形型１のキャビティ１０に加圧注入される。溶融石鹸の供給量がピストン３４のストローク量で決定されることは前述の通りであるが、そのストローク量はサーボモータ３７によって精密に制御される。このような溶融石鹸の供給操作は、複数のキャビティ１０それぞれにおいて略同時になされる。各キャビティ１０に溶融石鹸が満たされるにつれて、キャビティ１０の空気は前記エアベント（図示せず）から外部に排出され、溶融石鹸に置換されていく。成形型１において、溶融石鹸は供給路１２（ランナー１２Ａ及びスプール１２Ｂ）を通じてキャビティ１０の下部から上方へ向かって充填されるため、溶融石鹸の脱泡がより確実に行われる。
【００４６】
本実施態様においては、図１２に示すように、溶融石鹸はキャビティ１０のみならずこれに通ずる供給路１２（ランナー１２Ａ及びスプール１２Ｂ）にも充填される。最終的に製品とされるのはキャビティ１０に充填された溶融石鹸のみであるが、このように溶融石鹸の注入量をキャビティ１０の容積よりも多くして供給路１２内にも溶融石鹸を充填することにより、その固化に際しての収縮やひけの発生が防止されると共に、従来のいわゆるゲートピン方式の石鹸の製造方法において問題になっていた、石鹸の歪みや汚れの発生が防止され、高品質の石鹸が得られるようになる。
【００４７】
各キャビティ１０及び各供給路１２への所定量の溶融石鹸の供給が完了したら、再び各供給部３９における押し込みバルブ３３をノズル３２内に完全に挿入する（図１０参照）。そして、この状態下に成形型１内の溶融石鹸を冷却固化させる。前述した通り割型１Ａ，１Ｂは冷却水の循環によって所定温度に冷却されており、これによって各キャビティ１０及び各供給路１２内の溶融石鹸の冷却固化が促進される。
【００４８】
溶融石鹸が固化したら、図１３に示すように、供給手段３を後退（ターンテーブル６から離れる方向に移動）させて、供給手段３を割型１Ｂから取り外すと共に、サーボモータ２２を動作させて送りねじ２３を引き込み、両割型１Ａ，１Ｂを型開する。このとき、割型１Ａのキャビティ形成面１１Ａ及び前記ランナー形成面に形成されているスリット１３（図７参照）を通じて吸引を行う。これと共に割型１Ｂのキャビティ形成面１１Ｂに形成されているスリット１３を通じて該キャビティ形成面１１Ｂから固形石鹸Ｓに向けて空気を吹き付け、該キャビティ形成面１１Ｂからの固形石鹸Ｓの離型を促進させる。これらの操作によって、各固形石鹸Ｓを割型１Ａのキャビティ形成面１１Ａ及び前記ランナー形成面に保持させる。
【００４９】
尚、溶融石鹸の冷却固化後に成形型を型開する時期に特に制限はないが、石鹸の内部までが固化してから型開するよりも、もっと早い段階、例えば石鹸の表層部は固化しているが内部は未固化の状態で型開する方が、石鹸は確実に割型１Ａ側に保持される。
【００５０】
引き続き、割型１Ａに保持されている各固形石鹸Ｓを所定の把持手段（図示せず）によって取り出す。このとき、割型１Ａに形成されているスリット１３を通じてキャビティ形成面１１Ａ及び前記ランナー形成面から固形石鹸Ｓに向けて空気を吹き付け、割型１Ａからの固形石鹸Ｓの離型を促進させる。こうして、固形石鹸Ｓが複数（本実施態様では１２個）同時に得られる。その後、割型１Ａと割型１Ｂとを型閉して図９に示す状態に復帰させ、これまでに述べた操作を繰り返す。割型１Ａ，１Ｂを型開して固形石鹸Ｓを取り出した後、割型１Ａ，１Ｂを型閉する操作は、少なくともターンテーブル６が１回転する間、即ち、成形型１（型締手段２）が図１に示す供給手段３との対向位置を通過してから再び該対向位置に達するまでの間に完了する。
【００５１】
このようにして成形型１から取り出された固形石鹸Ｓは、図１４に示すように、キャビティ１０内で溶融石鹸が固化された部分Ｓ１と、供給路１２（ランナー１２Ａ及びスプール１２Ｂ）内で溶融石鹸が固化された部分Ｓ２とを含んでいる。これに対し、いわゆるゲートピン方式の製造方法においては、溶融石鹸の冷却固化を開始する時点で既に供給路（ゲート）内の溶融石鹸はゲートピンによってキャビティ内に押し出されているため、成形型から取り出される固形石鹸は部分Ｓ１のみからなり、部分Ｓ２を含んでいない。このようなゲートピン方式で得られる石鹸は、ゲートピンによる残存溶融石鹸の押し出し操作に起因して、ゲート（ランナー）の周辺に位置していた部位に、歪みやゲート内面の磨耗等による汚れが発生しやすいという問題がある。本実施形態においては、成形型１から取り出される固形石鹸Ｓに部分Ｓ２を具備させることで、ゲートピン方式におけるこのような問題を解消している。
【００５２】
成形型１から固形石鹸Ｓを取り出した後、その部分Ｓ１と部分Ｓ２との境界部を所定の切断手段（図示せず）によって切断し、部分Ｓ１を最終製品とする。部分Ｓ２は回収して新たな石鹸の製造に利用することができる。
【００５３】
本実施形態の石鹸の製造装置５によれば、前述した、１）単一のラック７０及び複数のピニオン７２を含んで構成されるターンテーブル６の駆動機構、並びに２）ランナー１２Ａ及びスプール１２Ｂを含んで構成される、成形型１における溶融石鹸（液体原料）の供給路１２の採用により、ひけや歪みや汚れが少なく均質に成形された高品質の気泡入り石鹸を、効率良く低コストで製造することができる。
【００５４】
石鹸を構成する配合成分としては、例えば、脂肪酸石鹸、非イオン系界面活性剤、無機塩、ポリオール類、非石鹸系のアニオン界面活性剤、遊離脂肪酸、香料、水等が挙げられる。更に、抗菌剤、顔料、染料、油剤、植物エキス等の添加物を必要に応じて適宜配合してもよい。
【００５５】
ところで、前述した石鹸の製造装置５の如き、複数の成形型が搭載された間欠駆動型のターンテーブルを具備するロータリー式の石鹸の製造装置において、前述したように、ターンテーブルの回転に着目してそれを適切に制御することは、高品質の石鹸を効率良く製造するという本発明の目的を達成する上で重要であるが、斯かる目的のより確実な達成のためには、液体原料を吐出するノズル（供給手段）と成形型との接続についても工夫が必要である。以下、本発明の主たる特長の１つである、ノズルと成形型との接続に関する工夫について、図１５〜図１７を参照して説明する。尚、後述する実施形態については、前記実施形態と異なる構成部分を主として説明し、同様の構成部分は同一の符号を付して説明を省略する。特に説明しない構成部分は、前記実施形態についての説明が適宜適用される。
【００５６】
図１５には、本発明に係る成形型の他の実施形態である成形型１５の一部が示されている。尚、図１５に示しているのは成形型１５の一部であり、成形型１５は、前述した成形型１と同様に、溶融石鹸（液体原料）が充填される成形用のキャビティ１０を複数（１２個）有しているもので、その基本構成は成形型１と同様である（図６及び図７参照）。成形型１５を構成する二個一組の割型１Ａ及び割型１Ｂのうちの一方の割型１Ｂにおける、パーティング面ＰＬとは反対側に位置する背面（スプールブッシュ１４）には、スプール１２Ｂに通じる溶融石鹸の注入口１６が穿設されている。また、割型１Ａ，１Ｂを構成するブロックには、溶融石鹸の冷却・固化を促進するための冷却水の循環路１７が設けられている。
【００５７】
成形型１５（割型１Ｂ）における注入口１６が穿設されている部分（供給手段３のノズル３２の先端が接続される部分）及びその近傍、即ち、スプールブッシュ１４の背面（供給手段３との接続面）の中央部は、図１５に示すように、周辺部に比して凹んでいて凹部となっており、断面視してパーティング面ＰＬ側に向けて凸（背面側に向けて凹）の円弧形状をしている。注入口１６は、該凹部の中心に位置している。このスプールブッシュ１４の凹部は、ノズル３２の先端が嵌合する嵌合凹部として機能する。
【００５８】
また、図１６には、本発明に係る供給手段の他の実施形態の要部が示されている。図１６に示す供給手段３の基本構成は、前記実施形態の供給手段３と同様であり、図１６に示す供給手段３は、複数（１２個）のキャビティ１０（供給路１２）のそれぞれに１対１で対応する複数（１２個）の供給部３９を備え、各供給部３９には、先端に溶融石鹸の供給口２６を有する中空円筒状のノズル３２が設けられている。供給部３９は、供給手段３の本体であり、溶融石鹸をノズル３２へ供給する供給路としての液溜まり部３１を内部に有している。
【００５９】
供給口２６が形成されたノズル３２の先端は、図１６に示すように、供給手段３（ノズル３２）と成形型１５との接続方向（割型１Ａ及び１Ｂを組み付けるときの組み付け方向）Ｘの外方に向けて凸に湾曲しており、断面視してノズル外方に凸の円弧形状をしている。このノズル３２の先端の凸部は、前述した、成形型１５（割型１Ｂ）のスプールブッシュ１４の凹部に嵌合し、嵌合凸部として機能する。
【００６０】
供給手段３は、図１６に示すように、複数（１２本）のノズル３２のそれぞれに１対１で対応する複数（１２個）のヒーター１８を具備している。ヒーター１８は、環状をなし、ノズル３２の先端近傍と該先端近傍よりも供給部３９寄りの位置との計２箇所においてノズル３２の外面にその全周に亘って巻かれており、それぞれノズル３２に密着している。このように本実施形態では、各ヒーター１８により複数のノズル３２の温度をそれぞれ独立に制御可能になされている。
【００６１】
ノズル３２は、図１６に示すように、供給手段３と成形型１５との接続方向Ｘに伸縮する伸縮部材２７を介して、供給手段３の本体である供給部３９に設けられ、且つノズル３２の一部が供給路である液溜まり部３１内に挿入され、伸縮部材２７の伸縮に伴って液溜まり部３１内を接続方向Ｘに摺動可能になされている。より具体的には、ノズル３２は、供給口２６を有する先端側と後端側との間に、ノズル３２の外面から外方に突出する環状のフランジ部２９を有し、フランジ部２９よりも該後端側が液溜まり部３１内に挿入され、フランジ部２９を含む該先端側は、常時供給路２６の外方に位置している。ノズル３２における液溜まり部３１への挿入部分は、液溜まり部３１の内形状と同形状の外形を有し、該挿入部分の外面と液溜まり部３１の内面との間には隙間が無く、液漏れしないようになされている。フランジ部２９における供給部３９との対向面の所定部位には、伸縮部材２７としてのコイルスプリングの一端が固定されており、該コイルスプリングの他端は、供給部３９に設けられた凹部の底部に固定されている。該凹部は伸縮部材２７の収容部であり、伸縮部材２７の一部が収容されている。伸縮部材２７（コイルスプリング）は、ノズル３２に外力がかかっていない状態（成形型１５に接続されていない状態）においてノズル３２を先端側から後端側に向けて押圧したときに収縮し得る状態で配置されており、本実施形態では、外力がかかっていない自然状態で配置されている。供給部３９には、ノズル３２のフランジ部２９に係合する係合部１９が設けられており、係合部１９によってノズル３２が液溜まり部３１から外れることが防止される。このような伸縮部材２７を含むノズル３２の配置形態により、フランジ部２９を含むノズル３２の先端側は、供給部３９から常時離間しており、また、ノズル３２における液溜まり部３１への挿入部分（フランジ部２９よりも後端側）は、液溜まり部３１内を接続方向Ｘに摺動する。
【００６２】
伸縮部材２７（コイルスプリング）は、図１６に示すように、少なくとも２個配置されていることが好ましく、その２個の伸縮部材２７は、供給路としての液溜まり部３１（ノズル３２における液溜まり部３１への挿入部分）を挟んで対向するように配置されることが好ましい。伸縮部材２７がこのように複数配置されることで、ノズル３２の接続方向Ｘの摺動がよりスムーズになされるようになる。
【００６３】
本実施形態では、ノズル３２における液溜まり部３１内への挿入部分（フランジ部２９よりも後端側）の外面の材質は、ノズル３２における液溜まり部３１内に挿入されない部分（フランジ部２９を含む先端側）の外面の材質と異なっている。より具体的には、ノズル３２の前記挿入部分は、金属等からなるノズル本体の外面を、該ノズル本体とは異なる材料からなる環状のガイドリング２８で被覆して構成されており、該挿入部分の外面は、ガイドリング２８から形成されている。一方、ノズル３２における、フランジ部２９を含む先端側は、該ノズル本体から構成されており、ガイドリング２８とは材質が異なる。前記ノズル本体（ノズル３２の前記挿入部分）は、通常金属から形成されるのに対し、ガイドリング２８は、テフロン（登録商標）等の樹脂；シリコンゴム等から形成され、両者は材質が異なる。このような両外面の材質の違いにより、ノズル３２の前記挿入部分の液溜まり部３１内での摺動がよりスムーズになる。
【００６４】
供給部３９（供給手段３の本体）は、図１６に示すように、液溜まり部３１（供給路）内及びノズル３２内を接続方向Ｘに進退可能に設けられたバルブ３３を具備し、図１７に示すように、バルブ３３の先端をノズル３２の先端側に位置させることでノズル３２の供給口２６を閉塞可能になされている。バルブ３３の後端には、図示しないエアーシリンダ（図５中のエアーシリンダ３８と同じもの）が取り付けられており、バルブ３３は、このエアーシリンダによって液溜まり部３１内及びノズル３２内を接続方向Ｘに進退する。
【００６５】
図１６に示すように、ノズル３２の先端とバルブ３３の先端とは同一形状である。従って、図１７に示す如く、ノズル３２の先端に設けられた供給口２６をバルブ３３の先端でノズル内部から閉塞したときに、ノズル３２の先端面とバルブ３３の先端面とが面一となる。このように、ノズル３２の先端とバルブ３３の先端とが同一形状であることにより、供給口２６をバルブ３３の先端で閉塞したときに、ノズル３２における供給口２６の形成位置に段差が発生せず、該段差（バルブ３３の先端が相対的に後退した状態での段差）に液体原料が滞留するという不都合が防止される。
【００６６】
図１７には、図１５に示す成形型１５と図１６に示す供給手段３のノズル３２とを接続した状態、即ち、バルブ３３の先端で供給口２６を閉塞した状態で、ノズル３２の先端を成形型１５（スプールブッシュ１４）の注入口１６に接触させて供給手段３と成形型１５とを接続した状態が示されている。図１７に示す状態から、図示しないエアーシリンダを作動させてバルブ３３を後退させる（図１７の右方向に移動させる）等、前述した操作を実施することで、成形型１５のキャビティ１０に溶融石鹸が充填される。溶融石鹸充填後の操作は前述した通りである。
【００６７】
図１７に示す如き成形型１５とノズル３２との接続状態においては、溶融石鹸の漏れが生じないようにすることが必要であり、そのためには、両者の接続前に成形型１５の注入口１６とノズル３２の供給口２６の位置決めを高精度で行い、注入口１６と供給口２６とを正確に重ね合わせて両者を完全にシールする必要があるところ、注入口１６が形成されているスプールブッシュ１４や供給口２６が形成されているノズル３２の先端部の加工精度が低い場合、あるいは、高温の溶融石鹸を扱うことによって装置各部が熱膨張する場合があり、そのような場合には、接続前に高精度の位置決めを実施しても、接続時には誤差が生じて注入口１６及び供給口２６を完全にシールすることは困難である。特に、本実施形態の製造装置５は、成形型１５及びノズル３２をそれぞれ複数備えており、斯かるシールの問題はより深刻となり得る。
【００６８】
しかしながら、本実施形態の製造装置５は、前述したように、複数のノズル３２それぞれが、成形型１５とノズル３２との接続方向Ｘに伸縮する伸縮部材２７を介して供給部３９に設けられ、且つノズル３２の一部（フランジ部２９よりも後端側）が液溜まり部３１内に挿入され、伸縮部材２７の伸縮に伴って液溜まり部３１内を接続方向Ｘに摺動可能になされているため、仮に、前述したノズル等の加工精度や熱膨張の問題があっても、そうした問題に起因する誤差を、ノズル３２の接続方向Ｘでの摺動動作によって吸収することができる。即ち、供給手段３（供給部３９）を成形型１５に向けて前進させ、ノズル３２の先端を成形型１５（スプールブッシュ１４）に接続すると、ノズル３２は押圧されて、接続方向Ｘにおいて成形型１５から後退する方向（図１７の右方向）に摺動し、それにより前記誤差を吸収しつつ、注入口１６及び供給口２６を完全にシールする。また、斯かるノズル３２の摺動（後退）に伴ってバルブ３３が従動（後退）するので、注入口１６及び供給口２６のシール状態は維持される。ノズル３２による斯かる誤差の吸収量は、ノズル３２の接続方向Ｘでの摺動可能距離に略比例する。本実施形態に係るノズル３２による誤差の吸収量は最大で２ｍｍ程度である。
【００６９】
また、本実施形態の製造装置５においては、前述したように、スプールブッシュ１４における注入口１６の形成位置に凹部が形成されていると共に、供給口２６が形成されているノズル３２の先端が、該凹部に嵌合する凸部となっているため、注入口１６及び供給口２６のシール性をより向上させることができる。
【００７０】
要するに、本発明は、複数の成形型１が搭載された間欠駆動型のターンテーブル６を具備するロータリー式の石鹸の製造装置５において、成形型１の高速且つ高精度の位置決めを実現して、高品質の石鹸を効率良く製造しようとしたものであり、特に、Ａ）成形型１（成形型１５）の上下方向Ｚ（図６参照）、Ｂ）該上下方向Ｚと直交する左右方向Ｙ（図６参照）、及びＣ）割型１Ａ及び１Ｂを組み付けるときの組み付け方向Ｘ（図６参照）の３方向に着目して、これら３方向について高精度の位置決めを実現し得るようにしたものである。そして、前記Ａ）については、主として、高さ調整手段４８の採用により、供給手段３（ノズル３２）と成形型１，１５（割型１Ｂ）との接続前における両者の前記上下方向Ｚの高精度の位置決めを可能とし、また、前記Ｂ）については、主として、単一のラック７０及び複数のピニオン７２を含んで構成されるターンテーブル６の駆動機構の採用により、ターンテーブル６の高速回転及び前記左右方向Ｙ（ターンテーブル６の周方向）の高精度の位置決めを可能とし、また、前記Ｃ）については、主として、伸縮部材２７を含んで構成されるノズル３２の摺動機構の採用により、前記組み付け方向Ｘ（供給手段３と成形型１，１５との接続方向Ｘ）の高精度の位置決めを可能としている。
【００７１】
また、本発明によれば、前述したように、固定配置された１台の供給手段３を対象として複数の成形型１，１５（型締手段２）が旋回移動する構成となっているため、供給手段３と成形型１，１５との接続前における供給手段３での溶融石鹸（液体原料）の計量動作を、ターンテーブル６の回転による、溶融石鹸未充填の成形型１，１５の供給手段３の近傍への移動動作と並行して行うことが可能であり、斯かる計量動作と移動動作との複合化によって、供給手段３側の動作時間の短縮を図ることができる。即ち、計量動作と移動動作とが同時進行する時間帯の分だけは、確実に時間の短縮となる。つまり、供給手段３は、１個の成形型１，１５に対して溶融石鹸の充填を行った後は、その保圧時間さえ待てば、冷却時間や型開、製品離型等の時間を待つ必要はなく、次の成形型１，１５を受け入れるための後退動作と共に計量動作を同時に開始することにより、時間を節約できる。従って、本発明によれば、同一面積、同一時間当たりの石鹸の生産量を、従来の石鹸の製造装置に比して向上させることができる。
【００７２】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば、成形型１，１５における複数のキャビティ１０の数及び配列は前記実施形態に制限されず、適宜設定することができる。また、前記実施形態では固形石鹸の一方の割型への吸引や空気の吹き出し用にスリット１３を形成していたが、このようなスリットは形成しなくても良く、またスリット１３に代えて、あるいはスリット１３と共に、前記キャビティ形成面及び前記ランナー形成面に微小孔を形成しても良い。
【００７３】
また、固形石鹸Ｓを一方の割型１Ａにより確実に保持させるために、割型１Ａにおけるキャビティ形成面１１Ａの表面積を、割型１Ｂにおけるキャビティ形成面１１Ｂの表面積よりも大きくしても良い。両者の表面積に差を設ける方法としては、例えば両者で表面粗さを異ならせる方法が挙げられる。また、前記実施形態は気泡入り石鹸の製造方法に係るものであったが、本発明はこれ以外の石鹸の製造にも同様に適用できることは言うまでもない。前述した一の実施形態のみが有する部分は、すべて適宜相互に利用できる。
【符号の説明】
【００７４】
１，１５  成形型
１Ａ，１Ｂ  割型
２  型締手段
３  供給手段
４  循環手段
５  石鹸の製造装置
６  ターンテーブル
１０  キャビティ
１２  供給路
１２Ａ  ランナー
１２Ｂ  スプール
１４  スプールブッシュ
１６  注入口
１８  ヒーター
１９  係合部
２６  ノズルの供給口
２７  伸縮部材
２８  ガイドリング
２９  フランジ部
３２  ノズル
３３  バルブ
３９  供給部（供給手段の本体）
４８  高さ調整手段
７０  ラック
７１  ラックの歯部
７２  ピニオン
７３  駆動源（サーボモータ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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