(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が第１の配管接続部をもつ複数の配管を含む第１の配管群と、各々が第２の配管接続部をもつ複数の配管を含む第２の配管群との間の配管の接続形態を切り換える方法であり、次のＡ〜Ｄならびに、Ｆ４およびＦ５を特徴とする配管接続切換え方法。
Ａ  第１および第２の両配管群の一方の群の配管接続部を固定側とし、他方の群の配管接続部を移動側とすること。
Ｂ  固定側の配管群の各配管接続部を一直線上に並べるように配置すること。
Ｃ  移動側の各配管接続部を、前記一直線に平行に、かつその一直線を含む平面内で互いに平行に移動させるようにすること。
Ｄ  移動側の配管接続部を、接続すべき固定側の配管接続部に対し、前記一直線に直交するよう位置させたとき、渡し配管によってそれら移動側および固定側の両配管接続部の間を連絡するようにすること。
Ｆ４  前記一直線が区画する一方の側に、移動側の配管接続部のすべてを配置すること。
Ｆ５  前記移動側の配管接続部が占める領域を、前記一直線だけでなく、その一直線に平行する別の直線によって区画し、その別の直線上に、前記固定側の各配管接続部に対応する配管支持部を並べるように配置し、前記渡し配管をその配管支持部ならびに、前記移動側および固定側の両配管接続部で支持すること。
【請求項２】
前記Ｄにおける連絡時、前記第１および第２の配管接続部と前記渡し配管側とを結合し、その結合をロック機構によって保持する、請求項１の配管接続切換え方法。
【請求項３】
前記Ｄにおける連絡のための渡し配管は、配管の接続形態に応じて、各々の長さが互いに異なる、請求項１の配管接続切換え方法。
【請求項４】
前記第１および第２の配管接続部は共にメス型あるいはオス型いずれか一方の接続継手を含み、また、それら第１および第２の配管接続部に接続される前記渡し配管の接続部分がオス、メスが逆の他方の接続継手を含む、請求項１〜３のいずれか一つの配管接続切換え方法。
【請求項５】
各々が第１の配管接続部をもつ複数の配管を含む第１の配管群と、各々が第２の配管接続部をもつ複数の配管を含む第２の配管群との間の配管の接続形態を切り換えるための配管接続切換え装置であり、次のａ〜ｅ、Ｆ９およびＦ１０を特徴とする配管接続切換え装置。
ａ  第１および第２の両配管群の一方の群の配管接続部を固定側とし、他方の群の配管接続部を移動側とすること。
ｂ  固定側の配管群の各配管接続部を一直線上に並べるように配置すること。
ｃ  移動側の各配管接続部を、前記一直線に平行に、かつその一直線を含む平面内で互いに平行に移動させるための移動手段を備えること。
ｄ  移動側の配管接続部を、接続すべき固定側の配管接続部に対し、前記一直線に直交するよう位置させたとき、それら移動側および固定側の両配管接続部の間を連絡するための渡し配管を備えること。
ｅ  前記渡し配管を前記移動側の配管接続部の移動方向に移動させるための配管移動手段を備えること。
Ｆ９  前記渡し配管は複数であり、各渡し配管は軸線上互いに離れた個所に前記第１および第２の配管接続部に接続するための第１および第２の接続継手を備え、それら第１および第２の接続継手の間は連通しているが、渡し配管ごとに長さが異なること。
Ｆ１０  前記配管移動手段は、前記渡し配管を配管の軸線上互いに離れた個所で把持する把持手段を複数含み、一つの把持手段は、前記渡し配管のその一側を延長する延長部を把持すること。
【請求項６】
前記渡し配管の軸線上互いに離れた個所に前記第１および第２の配管接続部に接続するための第１および第２の接続継手を備え、しかも、それらの各接続継手と前記第１および第２の配管接続部とが結合したとき、それらの結合を保持するためのロック機構を備える、請求項５の配管接続切換え装置。
【請求項７】
前記配管移動手段は、前記渡し配管の軸線と直交する方向で、並列に配置される２組の把持手段を備える、請求項５の配管接続切換え装置。
【請求項８】
前記移動側の配管接続部が占める領域の一側に前記固定側の配管接続部が列をなし、その固定側の配管接続部から離れた前記領域の他方の側に、前記固定側の各配管接続部に対応する配管支持部を並べるように配置し、前記渡し配管をその配管支持部ならびに、前記移動側および固定側の両配管接続部で支持するようにした、請求項５の配管接続切換え装置。
【請求項９】
前記配管接続部と接続しない渡し配管を一時的に待避させる待避部をさらに備える、請求項５〜８の配管接続切換え装置。
【請求項１０】
前記渡し配管が剛性材料からなる、請求項５〜９の配管接続切換え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、食品や薬品等の移送システムの中において、複数の配管を含む第１および第２の２つの配管群の間の配管の接続形態を切り換えるための技術に関し、特に、２つの配管群の少なくとも一方の群が比較的多数の配管を含む場合に有用な技術に関する。
【０００２】
【発明の背景】
食品や薬品等の技術においては、複数の原料を混合あるいは調合することによって、別の材料、中間製品あるいは最終製品を生産することが多い。これに応える移送技術の一つが、各々が配管接続部をもつ複数の配管を含む第１の配管群と、各々が配管接続部をもつ複数の配管を含む第２の配管群との間の配管の接続形態を切り換えるという技術である。この配管接続切換え技術において、たとえば第１の配管群の各配管は各原料の供給源（原料槽）に連絡され、また、第２の配管群の各配管は供給先の調合槽あるいは混合槽に連絡される。連絡のための配管としては、各種のホース、パイプがあり、フレキシブルなものもあればそうでないものもある。勿論、供給源に対する連絡配管の途中には、ポンプ等の圧送手段が設けられ、他方、供給先に対する連絡配管の途中には、開閉弁あるいは制御弁等が設けられる。
【０００３】
こうした配管の接続形態を切り換える場合、一般に、第１および第２の両群の互いに接続すべき各配管接続部を選択し、選択した配管接続部同士を直接連結する手法がとられる。しかしながら、接続すべき２つの配管接続部の間に連絡のための渡し配管を設けようとすると、渡し配管の種類が多くなり、しかも連絡が複雑となるため、自動化が困難になることは避けられない。
一方、こうした配管接続部同士の接続あるいは切離しを手動で行うとすれば、各配管の端部の配管接続部として、ねじ結合などの回転あるいは揺動運動を伴うものを利用することもできる。しかし、切換えを自動化する場合には、単純な動きにより、配管の接続および切離しができるものが好ましい。自動化に最も適した配管接続部は、たとえば特開平７−２９３７７３号の公報が示すような直線運動によって配管の接続あるいは切離しを行うことができるものである。そうした配管接続部によれば、第１および第２の各群の配管の配管接続部を軸線を同じに配置し、その軸線方向に近づけあるいは離すことによって配管の接続あるいは切離しを行うことができる。
【０００４】
特開平７−７１６９９号の公報は、このタイプの配管接続部を用い、しかも配管接続部同士を直接接続あるいは切離しを行う配管接続切換え技術を示している。そこでは、第１および第２の２つの配管群の配管接続部をそれぞれ対向する第１および第２の平面内に配置し、第１の平面内にある配管接続部をその第１の平面内において互いに平行移動可能とし、また、第２の平面内にある配管接続部をその第２の平面内において第１の平面内の配管接続部の移動方向とは直交する方向に互いに平行移動可能とし、両平面内のいずれかの配管接続部同士を対向させてそれらの配管接続部を接続させるようにしている。
こうした技術は、第１および第２の配管群の配管数がともに比較的多数の場合に有用である。その反面、多数の各配管接続部ごとにモータ等の移動手段を設ける必要があり、装置自体が非常に高価になるという問題、また、各配管接続部に対応する数だけの配管があり、それらの比較的多数の配管が移動することに伴って、配管を配置する部分が煩雑となったり、余分なスペースを必要とするという別の問題もある。
【０００５】
【発明の着眼点】
この発明では、２つの群の少なくとも一方の群が、たとえば４〜５を越えるような比較的多数の配管および配管接続部を備える場合に適した技術を前提とし、移動手段をできるだけ少なくするため、２つの配管群の中の一つの群の配管接続部だけを移動させることに着目した。そして、渡し配管の管理を簡単にするという観点から、固定側および移動側の各配管接続部の配置をいろいろと検討した。
【０００６】
【発明の目的】
そこで、この発明は、基本的に、２つの群の少なくとも一方が比較的多数の配管を含み、しかも他方の群が複数の配管を含む配管群の間の配管の接続形態を切り換える上で有用な技術を提供することを目的とする。
この発明のより具体的な目的は、複数の配管接続部をもつ２群の間の配管の接続形態を切り換えるにもかかわらず、移動手段が少なくて済み、しかも、スペースが小さく、また、メンテナンスを容易に行うことができる技術を提供することにある。
さらに、この発明は、渡し配管の管理を比較的簡単に行うことができる技術を提供することを目的とする。
さらにまた、この発明は、配管の接続形態をより短時間に、しかも、より簡単に切り換えることができる技術を提供することをも目的とする。
【０００７】
【発明の手段】
この発明では、２つの配管群の中の一方の群の各配管の配管接続部を固定側とし、他方の群の各配管の配管接続部を移動側とする。それによって、移動手段を少なくするという効果を得る。この効果をより有効に得るため、配管数の多い側を固定側にするのが好ましく、それに伴い、移動手段を少なくするという効果に加えて、各配管接続部から延びる配管の動きをなくすことができ、配管の配置が楽になるというメリットをも得ることができる。
また、この発明では、移動側および固定側の各群配管接続部を特定の配置とし、渡し配管による連絡を容易にし、自動化に適したものとしている。すなわち、この発明では、固定側の配管群の各配管接続部を一直線上に並べるように配置し、しかもまた、移動側の各配管接続部を、その一直線に平行に、かつその一直線を含む平面内で互いに平行に移動させるようにしている。そして、移動側の配管接続部を、接続すべき固定側の配管接続部に対し、前記一直線に直交するよう位置させたとき、渡し配管によってそれら移動側および固定側の両配管接続部の間を連絡するようにする。そこで、渡し配管を移動側の配管接続部の移動方向と同じ方向に移動させることによって、配管接続を切り換えることができる。
【０００８】
この発明の好ましい態様では、固定側の配管接続部が並ぶ列（つまり、前記一直線）を一つの境界とし、その一直線が区画する一方の側に、移動側の配管接続部のすべてを配置するようにしている。その配置によると、渡し配管についてもすべて移動側の配管接続部が占める領域内に配置することができ、渡し配管の組替えを簡単に行うことができる。各渡し配管は、固定側および移動側の各配管の配管接続部につらなる第１および第２の接続継手を備えるが、上の配置によると、固定側に対する第１の接続継手のすべてを前記一直線上に配置させることができる。したがって、組替えに際し各渡し配管を移動するとき、渡し配管を軸線方向に移動させることはなく、ただ平行移動させるようにすれば良い。
【０００９】
他方、移動側に対する第２の接続継手は、移動側の各配管接続部が互いに平行な位置関係にあることから、各渡し配管ごとに位置が異なる。そのため、各渡し配管の第１および第２の接続継手の間の軸線方向の長さは、渡し配管ごとに異なることになる。長さがあるものを移動する場合、少なくとも軸線上互いに離れた２個所での支持が必要である。各渡し配管の長さが異なると、一般には、２個所の支持点を渡し配管のすべてに共通化させることが困難である。こうした複数の渡し配管について、移動時の支持点を共通化させるためには、各渡し配管の長さを実質的に同じにすることが有効である。その具体的な手段としては、たとえば、移動側に対する第２の接続継手の側に延長部を設ける方法、あるいは、互いに異なる接続形態のすべてに対し、同一構成の渡し配管を用いる方法などがある。前者の方法では、第１および第２の接続継手をもつ配管部分に対し、延長部を溶接やボルト止めなどの接合手段によって固定することができる。後者の方法においては、渡し配管は一種であり、その長さは前者の方法における最も長い渡し配管と同様とし、その軸線上、その一端に固定側の配管接続部に対する第１の接続継手、その他端に移動側の最も外側に位置する配管接続部に対する第２の接続継手を配置し、さらに、それら両端の各接続継手の間に、残りの移動側の配管接続部に対する第２の接続継手を所定間隔で配置する。すなわち、後者の方法における渡し配管は、一本の配管中に、固定側の配管接続部に対する１つの接続継手のほか、移動側の複数ある各配管接続部に対する複数の接続継手を備えることになる。そこで、後者の方法における特定の接続継手としては、たとえば、通常時には開口を閉じ、移動側の配管接続部と接続したときに開口を開くようなものを用いることが必要である。
【００１０】
渡し配管としては、洗浄を容易あるいは不要にする意味で剛性材料からなるものが好ましい。また、そうした渡し配管の組替えに対処するため、移動側の配管接続部の領域の一部に、渡し配管を一時的に待避させる待避部を設けると良い。この待避部は、たとえば、移動側の配管接続部の領域の外れに一つ設けることもできるし、固定側の配管接続部の数が多くなり、領域の長さが大きくなるようなときには、前記の領域の外れに複数設けたり、あるいは領域の途中や領域の反対側の外れに分布させて複数設けることもできる。さらにまた、渡し配管を移動するための配管移動手段を、たとえば２本の渡し配管を２組の把持手段によってそれぞれ別々に把持および離脱できるような構成とし、一方の組の把持手段を渡し配管待避部として利用することもできる。このように配管移動手段の中の一つの把持手段を渡し配管の待避部とすれば、渡し配管の組替えを簡単かつ短時間で行うことができる。
【００１１】
さらに、各渡し配管は、移動側および固定側の両配管接続部の間を連絡する形態において、軸線上の互いに離れた両配管接続部の部分で支持される。こうした渡し配管をより確実に支持するため、移動側の配管接続部が占める領域を、前記一直線だけでなく、その一直線に平行する別の直線によって区画し、その別の直線上に、固定側の各配管接続部に対応する配管支持部を並べるように配置し、渡し配管をその配管支持部ならびに、移動側および固定側の両配管接続部で支持するようにすると良い。そうすれば、渡し配管は、接続あるいは連絡形態において、その一端に位置する固定側の配管接続部と、反対側の端部に位置する配管支持部の両端部で安定に支持される。
なお、この発明は、液体や粉粒体、あるいはそれらの混合物など配管を通して移送することができるものに広く適用することができる。
【００１２】
【第１の実施例】
添付の図面は、接続すべき配管の各配管接続部を水平な一平面上に配置した実施例を示し、図１〜図４が配管接続切換え装置の全体的な構成を明らかにしている。
水平配置の配管接続切換え装置１０は、縦および横に枠組みし、全体として直方体の形状を形作る支持骨組み１２を備える。支持骨組み１２は、床面に垂直に立つ縦支柱１２１のほか、隣り合う縦支柱１２１の間を上部で連結する横支柱１２２Ｘ，１２２Ｙ、さらに、縦支柱１２１と横支柱１２２Ｘ，１２２Ｙとの間の連結を補強する補強部材１２３を含む。説明を分かりやすくするため、横支柱に対し、図１の左右方向に延びる横支柱を１２２Ｘとし、それに直交する上下方向に延びる横支柱を１２２Ｙとした。たとえば、縦支柱１２１の高さが２．５ｍ程度であるのに対し、一方の横支柱１２２Ｘは４．５ｍ弱、他方の横支柱１２２Ｙは５ｍ程度の長さである。
【００１３】
支持骨組み１２を含む配管接続切換え装置１０において、切換えの対象となる第１および第２の配管群の各配管の数は等しく、共に１２本であり、その配管接続部もそれぞれ１２個である。また、各配管の内径は、ほぼ８０ｍｍ程度である。支持骨組み１２が区画する直方体形状の領域の中に、それら両群の各配管接続部を配置することになる。この例では、第１の配管群１００を固定側とし、第２の配管群２００を移動側とする。固定側の第１の配管群１００は、剛性材料からなる１２本の配管１１０と、各配管１１０の端部に位置する配管接続部３０を備える。配管接続部３０と反対側の各配管１１０の部分は埋設され、所定の供給先まで延びている。また、移動側の第２の配管群２００は、フレキシブルな１２本の配管２２０と、各配管２２０の端部に位置する配管接続部４０を備える。配管接続部４０と反対側の各配管２２０の部分は、床面を走り、所定の供給源に連絡されている。この場合、移送対象は食品、薬品あるいはオイル類であり、移動側の配管２２０から固定側の配管１１０側へと移送される（または、その逆でも良い）。そして、配管接続切換え装置１０においては、固定側の配管接続部３０を、図１の上下方向に延びる横支柱１２２Ｙに隣り合う部分の直線Ｙに沿って一直線上に配置している。直線Ｙは、横支柱１２２Ｙの軸線に平行であり、また、各配管接続部３０は直線Ｙに沿って等間隔の配置となっている。
【００１４】
固定側の各配管接続部３０は、横支柱１２２Ｙの側部に固定した支持フレーム５０の上面に取り付けられている。支持フレーム５０は、図２および図４から分かるように、縦支柱１２１のほぼ中央の高さ位置にあって、床面に対し並行するよう水平に延びている。支持フレーム５０上の各配管接続部３０は、移動側の配管接続部４０と同様にメス型の接続継手を含む構成である。そこで、それらの各配管接続部３０，４０については、後でまとめて説明する。なお、総数１２個の配管接続部３０の一番端に隣り合う部分に、配管１１０につらならない支持台３０’がある。この支持台３０’は、次に述べる配管支持台５７’と相協力して渡し配管待避部を構成する。
ところで、支持フレーム５０のある横支柱１２２Ｙに対向する別の側の横支柱１２２Ｙに注目されたい。その別の側の横支柱１２２Ｙの側部にも、支持フレーム５０と同様の構造および配置の別の支持フレーム５５がある。この別の支持フレーム５５は、配管支持台５７，５７’を支持するためのものである。１２個ある配管支持台５７は、前記の各配管接続部３０に対応するものであり、また、それら配管支持台５７の一番端に位置する配管支持台５７’は支持台３０’に対応するものである。これら総数１３個の配管支持台５７，５７’は、支持フレーム５５の上面に、配管接続部３０および支持台３０’の場合と同様の間隔で、一直線上に配置されている。各配管支持台５７，５７’はメス型であり、渡し配管７０のオス型の擬似継手７８を挿入し支持できるような凹部あるいは開口を備えている。
【００１５】
他方、移動側の配管接続部４０は、固定側の配管接続部３０の列（つまり、直線Ｙ）と配管支持台５７，５７’の列との間の領域に位置している。その領域には、１２本のレール８０が等間隔、かつ互いに平行に配列されている。各レール８０は、直線Ｙに平行であり、図３が最も良く示すように、両端が横支柱１２２Ｘに支持されている。各レール８０は、床面に並行するよう水平に延びているが、その高さ位置は前記した固定側の支持フレーム５０，５５よりも低い。しかし、固定側の各配管接続部３０および配管支持台５７，５７’が支持フレーム５０，５５の上面に直接支持されているのに対し、移動側の各配管接続部４０は、レール８０上に移動部材８２を介して支持されている。それにより、移動側の各配管接続部４０の高さが、固定側の配管接続部３０および配管支持台５７，５７’の高さと一致するようになっている。
【００１６】
この発明による配管接続切換え装置１０では、移動側の各配管接続部４０をレール８０に沿って移動させ、接続すべき固定側の配管接続部３０の横に位置させる。その移動により、移動側および固定側の両配管接続部４０，３０が、前記直線Ｙに直交するように位置させるわけである。その後、渡し配管７０によって、それら移動側および固定側の両配管接続部４０，３０の間を連絡する。
図５が移動側の配管接続部４０を移動させるための移動手段を明らかにしている。そこで、図５を参照しながら、その移動手段について説明しよう。移動手段の主体はステッピングモータ８４であり、そのモータ８４の回転をピニオン８６およびラック８８を通して直線運動に変換し、レール８０に沿う方向の運動とする。ピニオン８６がモータ８４の回転軸８４ｓに固定されているのに対し、ラック８８は、レール８０の一部として構成されている。各配管接続部４０を支持する移動部材８２は、上下方向に互いに離れた２枚の板部材８２ａ，８２ｂと、それら２枚の板部材８２ａ，８２ｂ間を連結するロッド部材８２ｃからなる。各配管接続部４０は、ステッピングモータ８４と並び、上側の板部材８２ａの上面に垂直に立つように取り付けられ、その上側の板部材８２ａおよび下側の板部材８２ｂの下面側まで直管２４０を介して延び、さらに、エルボ２３０を介してフレキシブルな各配管２２０に連絡されている。各配管２２０は、レール８０の下方の空間をレール８０と同じ方向に延びている。ステッピングモータ８４およびその回転軸８４ｓは、上側および下側の板部材８２ａ，８２ｂに取り付けられており、それらの板部材８２ａ，８２ｂを含む移動部材８２は、ベアリングローラ８３ｒを含むガイド部材８３の上に支持されている。各レール８０が左右２本であることに応じ、ガイド部材８３も左右２つである。したがって、ガイド部材８３の上の移動部材８２および配管接続部４０は、ステッピングモータ８４の回転駆動力を受けて、レール８０の長手方向、つまり前記直線Ｙに平行する方向に移動可能である。
【００１７】
そのようにして所定の位置まで移動した配管接続部４０と、固定側の配管接続部３０との間を連絡するのが、渡し配管７０である。渡し配管７０は、まっすぐに延びる配管本体７１と、その配管本体７１の各端部からエルボ７２等を介してつらなる接続継手７３，７４とを少なくとも含む。各接続継手７３，７４は、配管本体７１の軸線に対し直交し、共に同方向に延びている。一方の接続継手７３が固定側の配管接続部３０に接続するためのものであり、他方の接続継手７４が移動側の配管接続部４０に接続するためのものである。各渡し配管７０は、剛性材料からなるため、１２本の各配管ごとに２つの接続継手７３，７４間の長さは互いに異なる。ここでは、移動側に接続する接続継手７４の側に延長部７１ｅを設け、しかも、その延長部７１ｅの端にエルボ７２’を介して擬似継手７８を設けるようにしている。延長部７１ｅは、各渡し配管７０を実質的に同じ個所を支持しつつ移動させることを考慮し、その配管長さを実質的に同一にするためのものであり、中空、中実いずれでも良く、配管本体７１と同じ材料、あるいは異なる材料のいずれで構成しても良い。したがって、延長部７１ｅを配管本体７１側に固定する手段としては、その構成に応じて、たとえば溶接、ボルト止め等の各種の接合手段を適用することができる。また、擬似継手７８は、長さを同一にした各渡し配管７０をその両端（接続継手７３と擬似継手７８の両部分）で支持し、その支持を安定化させるためのものである。したがって、擬似継手７８は、配管支持台５７，５７’にはまり、安定に支持される形状であれば良い。
【００１８】
ここで、固定側および移動側の各配管接続部３０，４０と渡し配管７０の各接続継手７３，７４の各構成、ならびにそれらの間の接続および切離しについて、図６を参照しながら説明しよう。互いに接続すべき各配管接続部３０，４０と渡し配管７０側の各接続継手７３，７４とは、一方をオス型とし、他方をメス型とすれば良い。接続あるいは切離しを行うとき、オス型、メス型のものの各軸線を合わせ、いずれか一方を他方に向けてあるいは他方から離すように移動させる。理論的には、両方を移動させることも考えられるが、自動化の制御を容易にする点から、一方だけを移動させる方が好ましい。配管接続切換え装置１０では、各配管接続部３０，４０をメス型、各接続継手７３，７４をオス型とし、オス型の接続継手７３，７４をもつ渡し配管７０側を移動させ、接続あるいは切離しを行うようにしている。これは、接続状態を保持するためのロック機構、およびそのロック機構によるロックを解除するための手段は、メス型のものに付属させやすく、しかも、そうした機構および手段を付属する側は、接続あるいは切離し時に静止状態にしておくのが好ましいからである。
【００１９】
図６は、メス型の配管接続部３０あるいは４０に対し、オス型の接続継手７３あるいは７４が結合し、その結合状態をロック機構９０が保持している形態を示している。メス型の配管接続部３０，４０の主体は、中空なパイプ形状のチューブ本体３２である。チューブ本体３２は、その外周に２つの部材を一体的に保持している。一方の部材は、チューブ本体３２の軸線方向の中央部分に位置する外向きフランジ形状の角リング部材３３である。その角リング部材３３は、配管接続部３０，４０の取付け板となるものであり、それ自体が支持フレーム５０あるいは移動部材８２の一面に載り、取付けボルト等によって取り付け支持される。また、もう一方の部材は、段差のあるパイプ形状の受け部材３４であり、その受け部材３４は、チューブ本体３２の開口部分に位置している。共に段差をもつチューブ本体３２と受け部材３４との結合により、メス型の配管接続部３０，４０は、チューブ本体３２の内部から受け部材３４の方に向かい、順次大径となる３つの孔を形成する。すなわち、チューブ本体３２の内周の小径孔３２ａと、チューブ本体３２の端部部分の中径孔３２ｂと、受け部材３４の内周の大径孔３４ｃとの３つの孔である。
【００２０】
他方、オス型の接続継手７３，７４は、３つの部材が結合することにより構成されている。第１の構成部材は、オス側のチューブ本体３２と同一の内径をもち、先端の外周部分にシール部材７５ｓを保持した内側パイプ部材７５、また、第２の構成部材は、先端の外周部分がテーパ７６ｔとなり、そのテーパ７６ｔに続く部分にロック溝７６ｄをもつ外側パイプ部材７６、さらに、第３の構成部材は、内側および外側のパイプ部材７５，７６の後端に位置し、それら両パイプ部材７５，７６を連結する連結板７７である。こうしたオス型の接続継手７３，７４は、メス側との接続時には、自らのテーパ７６ｔおよびメス側の開口部のテーパによるガイド作用により、メス型の配管接続部３０，４０の軸線に自らの軸線を一致させるようにする。図６が示すように、接続あるいは結合の時、内側パイプ部材７５のシール部材７５ｓの部分がチューブ本体３２の中径孔３２ｂの内周に、また、外側パイプ部材７６のテーパ７６ｔの部分が受け部材３４の大径孔３４ｃの内周にそれぞれ位置する。
【００２１】
そうした結合状態を保持するためのものがロック機構９０である。チューブ本体３２等の内部を通して材料を移送するとき、材料の圧力により結合状態が外れるおそれがある。ロック機構９０は、それを確実に防止する。そうしたロック機構９０は、メス型の配管継手３０，４０側にあり、チューブ本体３２および受け部材３４の外周に支持されている。ロック機構９０は、受け部材３４と同様の段形状であり、受け部材３４の外周にはまり合い、軸線方向に移動可能なスリーブ９２と、そのスリーブ９２の段差部分および角リング部材３３の一面に支持されつつ、段形状のスリーブ９２を開口側に付勢するコイルバネ９４と、受け部材３４の設けた保持孔に保持されつつ、スリーブ９２の動きに伴ってロック状態あるいはアンロック状態となるボール９６とを含む。段形状のスリーブ９２と受け部材３４とのはまり合いの部分を見ると、径の異なる各部分にそれぞれシール部材９７ａ，９７ｂがあり、その中間にアンロックポート９８がある。図６に示す状態のとき、段形状のスリーブ９２は、コイルバネ９４の力により押され、中途の段部が受け部材３４の段部に、あるいは一端が受け部材３４のフランジ部に当たっている。スリーブ９２の大径側の先端部の内周には、テーパ９２ｔおよび押付け面９２ｐが連続して形成されている。それにより、ボール９６はスリーブ９２の先端部のそうした内周面によってオス側のロック溝７６ｄ内に入り込み、ロック状態を保つ。一方、ロックを解除する場合には、アンロックポート９８を通し、シール部材９７ａと９７ｂとが区画するリング形状の室の部分に圧縮空気を供給する。圧縮空気に基づく力はコイルバネ９４の力よりも大きいので、スリーブ９２は、角リング部材３３側に動き、ボール９６を自由な状態（つまり、アンロックの状態）にする。なお、たとえば角リング部材３３に近接スイッチ等の位置検出センサを取り付けることにより、スリーブ９２の位置を検出し、アンロックあるいはロックの各状態を判別するようにすることもできる。
【００２２】
次に、渡し配管７０を移動するための配管移動手段について、図１〜図４の全体図に加え、要部の詳細を示す図７および図８を参照しながら説明する。
配管移動手段はガントリクレーン５００から構成される。ガントリクレーン５００は、左右に並行する２本の横支柱１２２Ｙの一方の上部に位置し、横支柱１２２Ｙ上を直線Ｙに平行する方向に走行する走行体５１０と、その走行体５１０の横から移動側の配管接続部４０の領域上を直線Ｙに直交するように横切り、他方の横支柱１２２Ｙの上部まで至るけた部材５３０と、けた部材５３０と走行体５１０との間を連結し、けた部材５３０−走行体５１０の組付けを補強する補強部材５５０と、けた部材５３０に取り付けた左右２つの把持手段６００とを備える。走行体５１０は、横支柱１２２Ｙの上面に位置するレール５１２上を、ガイド５１３を介して移動可能である。この走行体５１０を移動するための移動手段は、前記した移動側の各配管接続部４０に対する移動手段と同様であり、図８に示すように、ステッピングモータ５１４と、そのモータ５１４の回転軸５１４ｓに取り付けたピニオン５１６と、ピニオン５１６にネジ結合するラック５１８とを含む。ステッピングモータ５１４による移動に伴う停止精度は高く、メス型の配管接続部４０とオス型の配管継手３０とを結合するために要する芯合せ精度を充分にクリアすることができる。ステッピングモータ５１４自体は、走行体５１０のフレームに近接したけた部材５３０の部分に取り付けられる。けた部材５３０は、走行体５１０の側を走行体５１０のフレームに支持され、また、走行体５１０から離れた側については、図８に示すと同様、横支柱１２２Ｙ上に固定したレール上をガイドを介して支持される。
【００２３】
さらに、ガントリクレーン５００における２つの把持手段６００であるが、各把持手段６００は、各渡し配管７０側の配管本体７１の各端部に位置する把持部７９を把持し、渡し配管７０を吊り上げあるいは吊り下げるためのものである。把持手段６００は、けた部材５３０に固定したアングル５３２に支持され、上下方向に延びている。各把持手段６００は、互いに向き合う一対のクランプ部材６１０を含むベアリング平行ハンド６２０と、平行ハンド６２０を下部に支持しつつ、上下方向に延びる昇降用のガイド付きシリンダ６３０とを備える。各クランプ部材６１０の把持面には、止め部材６１３によってゴム部材６１２が固定されている。平行ハンド６２０は、エアシリンダの駆動力によって両クランプ部材６１０を平行移動する構成である。クランプ部材６１０が平行移動するとき、止め部材６１３の頭部が渡し配管７０側の把持部７９の孔内に入り込み、ゴム部材６１２が把持部７９の両側面を把持する。そして、ガイド付きシリンダ６３０のストロークにより、把持手段６００は、把持した渡し配管７０を上下方向に昇降させる。こうした把持手段６００の動きにより、渡し配管７０の各配管継手７３，７４と配管接続部３０，４０との間の接続あるいは切離しを行うことができる。なお、平行ハンド６２０に隣り合う部分に、近接センサ６４０を配置し、それからの信号によって、平行ハンド６２０が渡し配管７０側の把持部７９に近接した位置にあるか、そこから離れた位置にあるかを検知する。
【００２４】
ここで、図９に示す模式図を参照しながら、配管接続切換え装置１０による切換え作動について説明する。なお、説明を分かりやすくするため、図９において、組替えに関与する渡し配管７０および配管接続部３０，４０に対し、アルファベットＡ，ＢおよびＸ，Ｙ；Ｗ，Ｖをそれぞれ添えている。
〔図９のａを参照〕
初期状態では、固定側の配管接続部３０のどれもが、いずれかの移動側の配管接続部４０に対し、渡し配管７０により連絡されている。このとき、待避部６０は、何も無い状態である。まず、組替えを行おうとする渡し配管７０Ａの位置までガントリクレーン５００を移動させる。この移動は、ステッピングモータ５１４の駆動により行う。移動後、ガントリクレーン５００の昇降用のガイド付きシリンダ６３０により、把持手段６００を降下させる。このとき、把持手段６００の一対のクランプ部材６１０は開いている。降下により、平行ハンド６２０のクランプ部材６１０が渡し配管７０Ａの把持部７９にまで移動すると、近接スイッチ６４０がそれを検知する。そして、この検知信号に応じ、平行ハンド６２０のクランプ部材６１０が閉じ、渡し配管７０Ａの把持部７９を把持する。そこで、昇降用のシリンダ６３０により、渡し配管７０Ａを上方に持ち上げる。これにより、この位置での固定側および移動側の両配管接続部３０Ｘ，４０Ｙの間を連絡する渡し配管７０Ａが取り外される。
【００２５】
〔図９のｂを参照〕
次に、渡し配管７０Ａを吊り下げ支持したガントリクレーン５００を、待避部６０の位置まで移動させる。その移動後、その移動位置において、昇降用のシリンダ６３０を降下させ、平行ハンド６２０を開くことにより、渡し配管７０Ａを待避部６０に置く。
〔図９のｃを参照〕
渡し配管７０Ａの待避により、接続相手の無い状態となった移動側の配管接続部４０Ｙを、次に接続しようとする固定側の配管接続部３０Ｗに並ぶ位置まで移動させる。この移動は、ステッピングモータ８４を含む移動手段により高精度に行うことができる。
【００２６】
〔図９のｄを参照〕
移動側の配管接続部４０Ｙの移動後、次に接続しようとする固定側の配管接続部３０Ｗと移動側の配管接続部４０Ｖとの間を連絡している渡し配管７０Ｂを、ガントリクレーン５００を移動させることにより取り外す。渡し配管７０Ｂの取外しによって、接続状態が無い状態となった移動側の配管接続部４０Ｖを、前記渡し配管７０Ａが取り外された固定側の配管接続部３０Ｘに並ぶ位置まで移動させる。
〔図９のｅを参照〕
取り外し状態にある渡し配管７０Ｂを、ガントリクレーン５００によって、移動側の配管接続部４０Ｖと固定側の配管接続部３０Ｘとを接続するように取り付ける。これにより、固定側の配管接続部３０Ｘと移動側の配管接続部４０Ｖという新たな接続がなされる。
〔図９のｆを参照〕
最後に、待避部６０に置いてある渡し配管７０Ａの移動および接続を行う。すなわち、渡し配管７０Ａをガントリクレーン５００によって固定側の配管接続部３０Ｗのところまで移動し、すでに移動済みの移動側の配管接続部４０Ｙと固定側の配管接続部３０Ｗとの間を連絡させる。これにより、固定側の配管接続部３０Ｗと移動側の配管接続部４０Ｙという別の新たな接続がなされる。
以後このような作業を繰り返すことにより、必要とする配管接続の切換えを完了する。
【００２７】
【第２の実施例】
第１の実施例では、渡し配管７０を移動させる把持手段６００をただ一組とし、渡し配管７０の組替えに対処するための待避部６０を、移動側の配管接続部４０の領域の外れに設けている。そのため、組替え時の手順が少し複雑であり、ガントリクレーン５００による渡し配管７０の移動距離も長くなり、組替え時間が少し長くなる。
そこで、この第２の実施例では、ガントリクレーンに把持手段を２組設けることにより、一方の組の把持手段を渡し配管の待避部として利用する。すなわち、第２の実施例では、ガントリクレーンとは別に設けた待避部６０をなくし、渡し配管７０の組替え手順をより簡単にし、組替え時間を短縮するようにしている。
第２の実施例は、第１の実施例に比べて配管の総数が少し増えているが、固定側および移動側の各配管群のレイアウト、配管接続部の構成等は、第１の実施例のものと同様である。そのため、この第２の実施例については、第１の実施例と同様の構成部分には同一の符号を付け、それらの部分の説明を省略する。
【００２８】
第２の実施例の特徴は、ガントリクレーン２５００が、２組の把持手段６００を備えている点にある。第１の実施例におけるガントリクレーン５００は、一本のけた部材５３０の両端部に位置する、一組の把持手段６００を備える。それに対し、第２の実施例におけるガントリクレーン２５００は、２本のけた部材５３０，５３０’を含み、各けた部材５３０，５３０’のそれぞれに各一組、したがって全体としては２組の把持手段６００を備える。２本のけた部材５３０，５３０’は、共に固定側の配管接続部３０の配列方向Ｙに直交しているが、それぞれは直線Ｙの方向に離れ、互いが並行している。そうした２本のけた部材５３０，５３０’は、両端部が走行体５１０にそれぞれ支持され、しかもまた、中途の部分が連結部材５６０によって互いに連結されている。
【００２９】
各けた部材５３０，５３０’が支持する把持手段６００は、各けた部材５３０，５３０’の内側に位置し、左右それぞれのものが互いに向かいあっている。一方のけた部材５３０の把持手段６００と他方のけた部材５３０’の把持手段６００との間隔は、たとえば３０ｃｍ程度である。その距離は、固定側の配管接続部３０の配列ピッチ、たとえば２４ｃｍに比べて大きくなっている。これは、両けた部材５３０，５３０’の一方の把持手段６００の組が渡し配管７０を把持した状態でも、他方のけた部材の把持手段６００の組によって、別の渡し配管７０を障害なく把持し、あるいは切離しできるようにするためである。
【００３０】
次に、図１２に示す模式図を参照しながら、第２の実施例による渡し配管の組替え手順について説明する。図１２は、上部に渡し配管の位置関係、真中にガントリクレーンの状態、下部に配管接続部の接続状態をそれぞれ示している。この組替え説明によって、２組の把持手段６００の一方の組が渡し配管の待避部として利用されることが理解されるであろう。なお、ここでも、組替えに関与する渡し配管７０および配管接続部３０，４０に対し、アルファベットＡ〜ＧおよびＸ，Ｙ；Ｗ，Ｖをそれぞれ添えることにより、説明を分かりやすくしている。
〔図１２のａを参照〕
初期状態では、固定側の配管接続部３０のどれもが、いずれかの移動側の配管接続部４０に対し、渡し配管７０により連結されている。このとき、第１および第２の各組の把持手段６００は、いずれも渡し配管７０を何も支持していない。
〔図１２のｂを参照〕
まず、組替えを行おうとする渡し配管７０Ｇの位置までガントリクレーン２５００を移動させ、そのガントリクレーン２５００によって、渡し配管７０Ｇを固定側および移動側の両配管接続部３０Ｘ，４０Ｙから取り外す。渡し配管７０Ｇは、第２の組の把持手段６００に把持させる。
〔図１２のｃを参照〕
次に、渡し配管７０Ｇを吊り上げ支持したガントリクレーン２５００を移動させ、第１の組の把持手段６００を、組替えをすべき相手側の渡し配管７０Ｃの位置に合致させる。
〔図１２のｄを参照〕
上方に位置させたガントリクレーン２５００によって、渡し配管７０Ｃを固定側および移動側の両配管接続部３０Ｗ，４０Ｖから取り外す。そして、ガントリクレーン２５００の第１および第２の両組の把持手段６００が渡し配管７０Ｇ，７０Ｃを把持した状態で、移動側の配管接続部４０Ｖを固定側の配管接続部３０Ｘと並ぶ位置に、また、移動側の配管接続部４０Ｙを固定側の配管接続部３０Ｗと並ぶ位置にそれぞれ移動させる。
〔図１２のｅを参照〕
移動側の両配管接続部４０Ｖ，４０Ｙを移動させた後、ガントリクレーン２５００を渡し配管７０Ｇが固定側および移動側の配管接続部３０Ｗ，４０Ｙに対向する位置まで移動させる。その移動後、ガントリクレーン２５００によって、渡し配管７０Ｇをそれらの配管接続部３０Ｗ，４０Ｙに接続する。これにより、固定側の配管接続部３０Ｗと移動側の配管接続部４０Ｙという新たな接続がなされる。
〔図１２のｆを参照〕
最後に、待避部として機能していた第１の組の把持手段６００が把持していた渡し配管７０Ｃを、ガントリクレーン２５００によって、固定側および移動側の配管接続部３０Ｘ，４０Ｖに対向する位置まで移動させる。そして、渡し配管７０Ｃにより、固定側の配管接続部３０Ｘと移動側の配管接続部４０Ｖという別の新たな接続がなされる。
この後は、同様に組替えを行い、組替えをすべて完了する。こうした第２の実施例では、互いに組み替えるべき２つの渡し配管の組替え中、ガントリクレーン２５００の移動量が配管の配置スペースを一往復する程度となり、第１の実施例の場合のほぼ半分となる。しかもまた、待避のための動きが簡略化されることに応じ、組替え手順も簡単となり、組替え時間もかなり短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による配管接続切換え装置の第１の実施例を示す平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿う方向から見た正面からの図である。
【図３】図２の３−３線に沿う方向から見た側面からの図である。
【図４】図１の装置を図１の矢印４の方向から見た図である。
【図５】移動側の配管接続部に付属する移動手段を説明するための図であり、（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図である。
【図６】配管の接続あるいは切離しを説明するための断面図である。
【図７】図３における丸７で囲った部分の詳細図であり、（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図である。
【図８】図２における丸８で囲った部分の詳細図である。
【図９】作動を説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｆ）は作動途中の状態をそれぞれ示す。
【図１０】この発明による配管接続切換え装置の第２の実施例を示す平面図である。
【図１１】図１０の装置の正面図である。
【図１２】図９と同様の作動を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０  配管接続切換え装置
１２  支持骨組み
Ｙ  直線
１００  第１の配管群（固定側）
３０  固定側の配管接続部
２００  第２の配管群（移動側）
４０  移動側の配管接続部
５０，５５  支持フレーム
５７  配管支持台
６０  渡し配管待避部
８０  レール
８４  ステッピングモータ
９０  ロック機構
５００  ガントリクレーン（配管移動手段）
６００  把持手段
７０  渡し配管
７１ｅ  延長部
７３，７４  接続継手
【図１】
0003625241.tif 000002
【図２】
0003625241.tif 000003
【図３】
0003625241.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003625241.tif 000008
【図８】
0003625241.tif 000009
【図９】
0003625241.tif 000010
【図１０】
0003625241.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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