(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側の配管群Ｘの各配管に対応して接続されると共に互いに平行に配置された複数の可撓性配管Ａと、該各可撓性配管Ａの端部にそれぞれ設けられ、前記可撓性配管Ａを撓ませて前記可撓性配管Ａの長手方向に往復移動可能な、配管継手部ａを持つ複数の移動体とを備え、該各移動体の配管継手部ａが一つの仮想平面Ｐ１上を移動するように構成した第１のユニットと、
下流側の配管群Ｙの各配管に対応して接続されると共に前記第１のユニットの複数の可撓性配管Ａの配置方向と直交する方向と平行に配置された複数の可撓性配管Ｂと、該各可撓性配管Ｂの端部にそれぞれ設けられ、前記可撓性配管Ｂを撓ませて前記可撓性配管Ｂの長手方向に往復移動可能な、配管継手部ｂを持つ複数の移動体とを備え、該各移動体の配管継手部ｂが、前記第１のユニットの仮想平面Ｐ１と平行にかつ対向して配置される別の仮想平面Ｐ２上を移動するように構成した第２のユニットとを有し、
前記第１のユニットの移動体と前記第２のユニットの移動体とを移動して、互いに対向するように位置決めした後、対向した移動体の配管継手部同士を自動的に接合して前記配管群Ｘと前記配管群Ｙの接続を切替える配管自動接続切替え装置において、
前記第１のユニットは、
前記仮想平面Ｐ１上に前記可撓性配管Ａの配置方向と平行に固設され、前記第２のユニットの前記各可撓性配管Ｂの配置位置に対応するように前記可撓性配管Ｂと同数の配管継手部ｈを備える少なくとも１本の配管ヘッダーをさらに備え、
前記第２のユニットは、
前記第１のユニットの前記配管ヘッダーの配管に接続されると共に前記可撓性配管Ｂの配置方向と平行に配置されたヘッダー用可撓性配管と、
前記ヘッダー用可撓性配管の端部に設けられ、前記ヘッダー用可撓性配管を撓ませて前記仮想平面Ｐ２上を前記ヘッダー用可撓性配管の長手方向に往復移動可能な、配管継手部ｃを持つ移動体と、をさらに備えており、
前記第１のユニットの前記配管継手部ａと前記配管ヘッダーの配管継手部ｈ、または前記第２のユニットの前記配管継手部ｂと前記配管継手部ｃに、配管継手部同士の自動接続を行なうための自動接続装置が付設されていることを特徴とする配管自動接続切替え装置。
【請求項２】
前記第１のユニットにて前記配管群Ｘの配管と前記可撓性配管Ａとは、前記仮想平面Ｐ１とは異なる高さにある面上に整列配置された固定端部を介して接続され、
前記第２のユニットにて前記配管群Ｙの配管と前記可撓性配管Ｂ並びに前記配管ヘッダーの端部と前記ヘッダー用可撓性配管は、前記仮想平面Ｐ１とは異なる高さにある面上に整列配置された固定端部を介して接続されたことを特徴とする請求項１に記載の配管自動接続切替え装置。
【請求項３】
前記配管ヘッダーと前記ヘッダー用可撓性配管の中で最下端に、配管内の残存液を排出するための排出バルブが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の配管自動接続切替え装置。
【請求項４】
前記配管群Ｘのうちの少なくとも１本の配管を洗浄専用の配管とすることを特徴とする請求項１に記載の配管自動接続切替え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、２つの配管群の配管自動接続切替え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回分生産システムでは、原料や製品（中間製品及び最終製品）等の流動体の移送は主として固定配管によるバルブ切替え操作による移送システムで行われてきた。例えば、食品並びに飲料製造プラントでは、ある中間製品を一工程の複数個のタンク群から他工程の複数個のタンク群に、所望の目的に応じて移送する場合には、固定配管ヘッダー群を設備して、配管の切替え、すなわちバルブの切替え操作によって行っている。このようなシステムで必要とされるバルブの数は、一方の配管数と他方の配管数との積に相当する数になる。例えば、食品業界のようにサニタリー性を重視する場合にはその材質もステンレス鋼を使用する必要があり、配管数が多い場合には相当の金額となる。
【０００３】
筆者らはこのような状況を解決するための切替えシステムとして、特願平４−２１２５２、特願平４−１２５８１２、特願平４−３１５２０７、特願平５−２１４０３４を提案している。これらの方式は、従来のような固定配管ヘッダー群を構成するのではなく、必要あるときに必要なラインの接続ができるシステムとなっている。
【０００４】
図１０で示すように、二つの配管群を接続するとき、一方の配管群Ｘ（不図示）と同数で、その長手方向を平行にして互いに隣接して配列された移動体セル群７Ａを第１のユニット１とし、他方の配管群Ｙ（不図示）の配管と同数で、その長手方向を第１のユニット１の移動体セル群７Ａの長手方向に直交する方向に平行に、かつ、互いに隣接して配列された移動体セル群７Ｂを第２のユニット２とする。
【０００５】
第１のユニット１の各移動体セルには、配管群Ｘの各配管につながる固定端部９Ａに可撓性配管１０Ａを介して接続された移動体８Ａが、移動体セルの長手方向に移動自在に設けられている。そして、移動体８Ａの内部には可撓性配管１０Ａの端部に接続された配管継手（不図示）が組み込まれていて、移動体８Ａが各移動体セル内を移動するとき、それぞれの配管継手の端面が一つの仮想的平面に沿って移動するようになっている。第２のユニット２においても同様に、可撓性配管１０Ｂを介してもう一方の配管群Ｙ（不図示）の各配管に接続された移動体（不図示）が第１のユニット１の移動体８Ａの移動方向に直角の方向に移動自在であって、各移動体に組み込まれている配管継手の端面が一つの仮想平面に沿って移動するようになっている。
【０００６】
このような構成の第１のユニット１と第２のユニット２が、各々の仮想平面を平行に対向させて配置されている。従って、第１のユニット１に属する移動体と第２のユニット２に属する移動体は相互に直交するように移動する。各移動体には配管継手が組み込まれており、この配管継手はさらに他端が配管群を構成する配管に接続する可撓性の配管に連なっている。各移動体は、組み合わせの指令により、駆動装置により所定の位置まで移動させられ相互に接続される。
【０００７】
このような構成になっているため、第１のユニット１及び第２のユニット２の配管継手は移動体により、自在な位置に移動させられ、次いで相互に接続がなされ可撓性の配管要素を介して一方の配管群と他方の配管群間の流路が形成される。従って、第１のユニット１，第２のユニット２につながっている配管群の間で各移動体の組み合わせに従い切替え操作が実現する。
【０００８】
例えば特願平５−２１４０３４にあって、移動体を一定方向に往復動自在に保持する第１のユニット１と、前記の方向に直角の方向に平行に往復自在に保持する第２のユニット２が、互いに対向して平行して配置され、可撓性配管からなる配管群がそれぞれ、第１のユニット１，第２のユニット２の移動体に連結されている。各ユニットの移動体を動かし、互いに対向するように位置決めして、内蔵されている配管継手を自動的に接合して配管の切替えを行なう。
【０００９】
しかしながら、実際の現場では、必ずしも一方の配管群の配管と他方の配管群の配管が一対一の組み合わせではなく、一方の配管群のうちの配管１本に対して他方の配管群の配管の複数本を同時に接続したい場合がある。このような場合には、前記する方法では実現できない。
【００１０】
そこで筆者等は前記の方法を実現するため特願平６−３１８１４１を提案した。例えば図１１に示すように第１のユニット１では、８基のタンクＴ１〜Ｔ８にそれぞれ配管Ｘ１〜Ｘ８を介して接続された７つの配管継手部を有する配管ヘッダー５が平行に８本配置されている。第２のユニット２には、ポンプ、充填機等につながる７本の配管Ｙ１〜Ｙ７があり、各配管Ｙ１〜Ｙ７の固定端に可撓性配管１０Ｂを介して接続された配管継手部を有する移動体８Ｂがそれぞれ、配管ヘッダー５の配置方向と直交する方向に移動自在になっている。これにより、充填機の種類や能力の点から第１のユニット１につながる一つのタンク（例えばタンクＴ１）から複数台（図１１の例では７台）の充填機に例えば全数あるいは複数同時に液を移送することが可能である。これは、充填機の処理能力の点からその基数を増して対処しなければならない場合があること、また、充填物は同一であっても充填に用いられる瓶の容量や形状が異なることによって複数の充填機を同時に使いたい場合などがあるなどの理由で用いられる。このような例は、大量に消費される清涼飲料水、アルコール類の飲料用製品などに多い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特願平６−３１８１４１に提案した従来方式では、以下のような問題点がある。
（１）．第１のユニットは、タンク全数に相当する数の配管ヘッダーを所持しなければならない。
（２）．配管ヘッダーに備える配管継手部の数が多くなる。
（３）．特願昭５−２１４０３４で提案した１対１接続のように、接続状態が簡単に目で見て確認ができない。
（４）．不要な部分まで配管ヘッダー内に製品残存があり得るため、残留物の経時変化による影響が生じる可能性がある。
【００１２】
そこで本発明の目的は、上記の問題点を全て解決する配管自動接続切替え装置を提供することにある。
【００１３】
また、他の目的としては、配管の切替え装置の下流側の可撓性配管とその先に接続される充填機からなるユーザ側の配管の洗浄を可能にすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、上流側の配管群Ｘの各配管に対応して接続されると共に互いに平行に配置された複数の可撓性配管Ａと、該各可撓性配管Ａの端部にそれぞれ設けられ、前記可撓性配管Ａを撓ませて前記可撓性配管Ａの長手方向に往復移動可能な、配管継手部ａを持つ複数の移動体とを備え、該各移動体の配管継手部ａが一つの仮想平面Ｐ１上を移動するように構成した第１のユニットと、
下流側の配管群Ｙの各配管に対応して接続されると共に前記第１のユニットの複数の可撓性配管Ａの配置方向と直交する方向と平行に配置された複数の可撓性配管Ｂと、該各可撓性配管Ｂの端部にそれぞれ設けられ、前記可撓性配管Ｂを撓ませて前記可撓性配管Ｂの長手方向に往復移動可能な、配管継手部ｂを持つ複数の移動体とを備え、該各移動体の配管継手部ｂが、前記第１のユニットの仮想平面Ｐ１と平行にかつ対向して配置される別の仮想平面Ｐ２上を移動するように構成した第２のユニットとを有し、
前記第１のユニットの移動体と前記第２のユニットの移動体とを移動して、互いに対向するように位置決めした後、対向した移動体の配管継手部同士を自動的に接合して前記配管群Ｘと前記配管群Ｙの接続を切替える配管自動接続切替え装置において、
前記第１のユニットは、
前記仮想平面Ｐ１上に前記可撓性配管Ａの配置方向と平行に固設され、前記第２のユニットの前記各可撓性配管Ｂの配置位置に対応するように前記可撓性配管Ｂと同数の配管継手部ｈを備える少なくとも１本の配管ヘッダーをさらに備え、
前記第２のユニットは、
前記第１のユニットの前記配管ヘッダーの配管に接続されると共に前記可撓性配管Ｂの配置方向と平行に配置されたヘッダー用可撓性配管と、
前記ヘッダー用可撓性配管の端部に設けられ、前記ヘッダー用可撓性配管を撓ませて前記仮想平面Ｐ２上を前記ヘッダー用可撓性配管の長手方向に往復移動可能な、配管継手部ｃを持つ移動体と、をさらに備えており、
前記第１のユニットの前記配管継手部ａと前記配管ヘッダーの配管継手部ｈ、または前記第２のユニットの前記配管継手部ｂと前記配管継手部ｃに、配管継手部同士の自動接続を行なうための自動接続装置が付設されていることを特徴とする。
【００１５】
このような配管自動接続切替え装置では、
前記第１のユニットにて前記配管群Ｘの配管と前記可撓性配管Ａとは、前記仮想平面Ｐ１とは異なる高さにある面上に整列配置された固定端部を介して接続され、
前記第２のユニットにて前記配管群Ｙの配管と前記可撓性配管Ｂ並びに前記配管ヘッダーの端部と前記ヘッダー用可撓性配管は、前記仮想平面Ｐ１とは異なる高さにある面上に整列配置された固定端部を介して接続されることや、
前記配管ヘッダーと前記ヘッダー用可撓性配管の中で最下端に、配管内の残存液を排出するための排出バルブが設けられることや、
前記配管群Ｘのうちの少なくとも１本の配管を洗浄専用の配管とすることが好ましい。
【００１６】
【作用】
上記のとおりに構成された本発明の配管自動接続切替え装置においては、第１のユニットと第２のユニットの１対複数の接続は次の手順により行う。
【００１７】
上流側の配管群Ｘの中の目的の配管と接続されている第１のユニット中の可撓性配管Ａの端部の移動体を、第２のユニット中のヘッダー用可撓性配管と接続せしめる位置まで移動して位置決めし、この位置決めされた移動体と対向する位置に、配管ヘッダーの端部とヘッダー用可撓性配管により接続された移動体を移動する。また、第１のユニット中の配管ヘッダーの持つ複数の配管継手部ｈのいくつかと対向する位置に、下流側の配管群Ｙの配管と接続されている可撓性配管Ｂの端部の移動体を移動して位置決めする。
【００１８】
そして、第１のユニット中の移動体内に設けた一方の配管継手部ａと、前記ヘッダー用可撓性配管の端部の移動体内に設けられた他方の配管継手部ｃとを自動接続装置により接続して、目的の一本の配管から複数の配管継手部ｈを持つ配管ヘッダーまでの移送経路が確立される。次いで、所望の配管の組み合わせに従って、上述の配管ヘッダーのいくつかの配管継手部ｈに対して、前記配管群Ｙの配管と接続されている可撓性配管Ｂの端部の移動体の配管継手部ｂの接続操作を繰り返すことにより配管群間の接続を完成することができる。これによって１対複数での流通が可能となる。
【００１９】
また、１対１での流体の移送経路を確立する場合は、配管群Ｙの配管と接続されている第２のユニット中の可撓性配管Ｂの端部の移動体を目的とする所定の位置まで移動して位置決めし、この位置決めされた移動体と対向する位置に、配管群Ｘの配管と接続されている第１のユニット中の所望の可撓性配管Ａの端部の移動体を位置決めし、それぞれの移動体内に設けられてなる配管継手部ａ，ｂを自動接続装置により接続する。これによって、１対１での流通が可能となる。
【００２０】
上記操作を実施することにより必要に応じて１対１あるいは１対複数での流通が可能となる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１の実施例）
まず第１の実施例について説明するが、本発明の配管群と配管群の切替え装置では、第１のユニットと第２のユニットがそれぞれ水平に平行に対向するように設けてあっても、あるいは縦に平行に対向するように設けてあってもよい。以下は特記しない限り、水平に設ける場合の説明である。
【００２３】
図１は、本発明の配管自動接続切替え装置の第１の実施例の全体配置を示す模式図で接続前の状態を示す。本図では配管ヘッダーは１本しか示されていないが、これが複数であっても差し支えない。
【００２４】
本実施例の配管自動接続切替え装置は例えば図１のように表される。第１のユニット１には、所定の原料や中間製品のタンクＴ１〜Ｔ８につながる配管群Ｘ１〜Ｘ８があり、各配管Ｘ１〜Ｘ８の固定端部に接続された複数の可撓性配管１０Ａと、固定された配管ヘッダー５とが仮想の一平面Ｐ１上にそれぞれ並列に配置されている。複数の可撓性配管１０Ａの先端にはそれぞれ配管継手部ａ１〜ａ８が接続されており、配管継手部ａ１〜ａ８は各々、後述する移動体８Ａ（図２参照）に内蔵されて図中Ｘ軸方向に移動可能になっている。本実施例では図１に示すように可撓性配管１０Ａを８本とし、固定配管ヘッダー５を１本としているが、可撓性配管１０Ａおよび固定配管ヘッダーの本数は任意に設定可能である。
【００２５】
配管ヘッダー５は、例えば充填機などにつながっている配管群Ｙと同数の配管継手部を一定の間隔で備えており、例えば図１では配管群Ｙが配管Ｙ１〜Ｙ７からなるので配管継手部の数は７個（ｈ１〜ｈ７）である。このような配管ヘッダー５の配管継手部の数は、１つの製品を同時に幾つに分割移送する必要があるかによって決定される。この必要数は、生産計画のシミュレーションなどにより事前に決定され得る。
【００２６】
第２のユニット２では、配管群Ｙの各配管Ｙ１〜Ｙ７を固定する固定端部にそれぞれ接続された複数の可撓性配管１０Ｂと、第１のユニット１の配管ヘッダー５の配管と固定端部を介して接続されたヘッダー用可撓性配管５５とが、前記平面Ｐ１と平行に一定の距離をおいて対向する仮想の平面Ｐ２上に並列に配置されている。固定配管ヘッダーが複数の場合を含め、第２のユニット２の可撓性配管の本数は、固定された配管ヘッダー５の数と当該配管ヘッダー５の配管継手部の数との和に等しく、図１の例では８本である。
【００２７】
複数の可撓性配管１０Ｂの先端にはそれぞれ、配管継手部ａ１〜ａ８，ｈ１〜ｈ７と接続可能な配管継手部ｂ１〜ｂ７が接続され、また、ヘッダー用可撓性配管５５の先端には配管継手部ａ１〜ａ８と接続可能な配管継手部ｃが接続されている。これらの配管継手部ｂ１〜ｂ７、ｃは各々、後述する移動体８Ｂ（図２参照）に内蔵されて図中Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に移動可能になっている。
【００２８】
前記移動体８Ａ、８Ｂ内には配管同士の接続の為の接続継手（ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ７、ｃ）の他、目的とする所定の位置まで移動し位置決めを行う機構が設けられている。
【００２９】
第１のユニット１の、複数の可撓性配管１０Ａからなる可撓性配管群と、第２のユニット２の、複数の可撓性配管１０Ｂとヘッダー用可撓性配管５５からなる可撓性配管群とは、それぞれ可撓性配管の本数に対応した個数の駆動部を持ち、この駆動部には、例えば回転可能なねじ軸に移動体を螺合する事により移動体を一直線上に往復移動させるものが考えられる。
【００３０】
ここに可撓性配管と移動体の相関関係を図２を参照して説明をする。図２は、本発明の第１の実施例における配管接続機構の斜視図を示している。
【００３１】
第２のユニット２の可撓性配管１０Ｂの一端の配管継手部を内蔵する移動体８Ｂは第１のユニット１とは直角にＹ軸方向にのみ動く。第２のユニット２の可撓性配管１０Ｂは、移動体セル７Ｂ内で、ケーブルベア状にＵ字状にされている。
【００３２】
また各々のユニットにおいて可撓性配管は、からみを防止するために固定端部９Ａ、９Ｂに固定されている。
【００３３】
第１のユニット１では可撓性配管１０Ａの一端の配管継手部を内蔵する移動体８ＡはＸ軸方向にのみ動き、他端部は軸方向に固定して配置されている。第２のユニット２では可撓性配管１０Ｂの一端の配管継手部を内蔵する移動体８ＢはＹ軸方向にのみ動き、他端部は軸方向に固定して配置されている。そのため、可撓性配管１０Ａと可撓性配管１０Ｂとは互いにからみあうことがない。ヘッダー用可撓性配管５５は固定端部につながり、その固定端を介して配管ヘッダーにつながっている。このように、可撓性配管の移動の自由度を減らすことにより、からみあいをなくし、自動化が困難であったホースステーションでのホース接続自動化を行なうのは前記提案と同様である。
【００３４】
各々のユニットにおいて、可撓性配管１本ごとに１つの移動体セル７Ａ（７Ｂ）が形成されている。移動体セル７Ａ（７Ｂ）に用いられる移動体８Ａ（８Ｂ）の移動装置は、移動体８Ａ（８Ｂ）の移動を案内する一以上の案内部分１５Ａ（１５Ｂ）と、前記移動体８Ａ（８Ｂ）の側壁に敷設した雌ねじと、該雌ねじに螺合する雄ねじ軸、および雄ねじ軸を回転させるモータに代表される駆動装置とからなる。移動装置は、例えばサーボモータ、ねじ軸（ボールねじ、台形ねじなどが一般的である）、位置検出機構などから構成されており、現在の自動化技術の中でよく知られた技術である。
【００３５】
モータなどの移動駆動装置１２Ａ（１２Ｂ）と、位置検出およびフィードバック機構とにより、ねじ１３Ａ（１３Ｂ）に螺合させられている移動体８Ａ（８Ｂ）は正確に位置決めさせられることができる。もちろん、ねじ軸によることなく、例えばタイミングベルトやラックピニオンによってもよい。直線運動をさせるためには、回転運動を直線運動に変換するためのねじ１３Ａ（１３Ｂ）部分および案内部分１５Ａ（１５Ｂ）が必要とされる。電気エネルギーによる移動機構の他に、空気エネルギー、具体的には、空気シリンダーによって位置決めされてもよい。
【００３６】
これらの位置決め機構を有する移動体セル７Ａ（７Ｂ）は第１のユニット１、第２のユニット２に適当な間隔をおいて設置され、所望の組み合わせに応じて第１のユニット１および第２のユニット２の移動体を移動させ、移動体内にある配管継手部同士を同位置にて対向させる構成からなる。
【００３７】
また前記配管継手部には、雌雄の関係で接合されるものや、特願平５−２９６５４８で、提案している洗浄性能に優れる継手など用途に応じて選定する。
【００３８】
前記可撓性配管としては、いろいろなものを使用することができる。代表例として一般のフレキシブルホースであり、内部を流れる流体の性状、使用条件（圧力、温度など）、安全性などを考慮して材料の選定がなされればよい。例えば、ゴム製のホースや、各種材料のシートを数十層に積層して複合構造されるコンポジット製のもの、さらにそれらの内外をワイヤースパイラルで補強したものなどである。特に、コンポジット構造でワイヤースパイラルにて補強したものは圧力が高くても使用でき、可撓性にも優れている。
【００３９】
また、自在継手としてスイベルジョイントを使用して構成される多関節配管とすることもできる。フレキシブルホースにはない、形状安定性が得られて、高圧力にも使用できる。
【００４０】
次に、図３に基づき、１対１の例えば第１のユニット１のタンクから第２のユニット２の充填機へ流体の移送を実現する方法を説明する。図３は、本発明の第１の実施例において１対１接続を実施した様子を示す模式図である。
【００４１】
１つの原料を第１のユニット１の配管群Ｘより選択し、第１のユニット１の可撓性配管を移動体８Ａ（図２参照）により、第２のユニット２の所望の移動体と接続可能の位置まで移動し位置決めを行う。次に第２のユニット２の可撓性配管を所望の第１のユニット１のラインまで、移動体８Ｂ（図２参照）により移動させる。第１のユニット１の移動体８Ａ内の配管継手部と第２のユニット２の移動体８Ｂ内の配管継手部とが向かい合い、第２のユニット２にある継手駆動装置１４（図２参照）の駆動により結合される。
【００４２】
例えば、配管群Ｘの配管Ｘ１に接続されているタンクＴ１の原料を、配管群Ｙの配管Ｙ２に移送する場合、図３に示すように、第１のユニット１の配管継手部ａ１を内蔵する移動体８Ａを所望の位置で位置決めし、次いで、第２のユニット２の配管継手部ｂ２の移動体８Ｂを配管継手部ａ１と相対する位置に移動し位置決めさせる。これらの移動により、配管継手部ａ１と配管継手部ｂ２が同じ位置に相対している状態になる。この配管継手部同士の接続前の状態を図４に断面図で示す。
【００４３】
配管継手部ａ１と配管継手部ｂ２は例えば接続部ｂ２側に設けられている継手駆動装置１４により結合される。本実施例では第２のユニット２の移動体８Ｂが継手駆動装置１４を持っているがこれに限定されるものではない。
【００４４】
この結合に際しては、芯をあわせるためのガイド機構及び芯ずれを吸収する適当な変位吸収機構が用いられるのは、在来の継手と同様であり、図示しない。例えば、ガイド機構としてよく用いられるのは、勾配をもったテーパーコーンやガイドピンとガイド孔の組み合わせによる方法である。変位吸収機構としては、継手全体をフリーベアリングを介して左右に滑動自在なようにして支承する機構がある。
【００４５】
このような案内機構および変位吸収機構により芯合わせがなされた後に、接続部同士が最終的に押し付け合わせられる。これで、図４に示すシール５２ｄに適当な面圧が付与されてシールができる状態となる。この状態で、フェルール部５２ｂをクランプ３５にて締め付けることにより、機械的な固持すなわちメカニカルロックを行なう。このクランプとしては、サニタリー部品・装置の締め込みに用いられる半割りクランプを自動的に行うことによって実現できる。フェルール部５２ｂはテーパーになっており、同様にテーパーになっているクランプ３５を用いて締め込むことにより、くさび効果により、小さな力で大きな締め付け力、即ち面圧力を得ることができる。したがって、流体圧力が大きい場合でも、小さな力で済む。
【００４６】
次に、第２のユニット２の可撓性配管１０Ｂの先端にある移動体８Ｂ内に設けられた内弁４９を駆動するための内弁駆動装置（アクチュエーター）１８０（図２参照）を作動させる。配管継手部ｂ２の内弁４９は通常、ばね（不図示）によって閉になるようセットされていて、例えば空気シリンダーなどの内弁駆動装置に空気を供給することによって開となるように動作する。図５に、配管継手部同士を接続させた後の内弁駆動装置を駆動させた様子を示す。
【００４７】
図５に示すように、移動体８Ｂの内弁駆動装置１８０の駆動により、内弁４９と内弁４８を密着させた状態で配管継手部ａ１側に移動させることで接続部ａ１から接続部ｂ２へ流体の流路が確立する。これにより、配管継手部ａ１に接続されているタンクＴ１から、配管継手部ｂ２に接続されている充填機への流体の移送が行われる。
【００４８】
必要な移送動作が終了したら、内弁駆動装置である空気シリンダーへの空気の供給を停止し、これにより弁体４８、４９が自動復帰ばね８６の付勢力により元の状態に復帰させられる。図６はこの時の状態を示すものである。
【００４９】
配管継手部ａ１の内弁４８と配管継手部ｂ２の内弁４９との接合部のシール５２ｅとその外側の接液面６１は汚れているので、図６に示すように接続を解除して切り離す前に内弁の接液面６１およびシール５２ｅを洗浄する。この洗浄のために、接続部ｂ２の弁体軸５２の同心軸に洗浄チャンバー９０が設けられている。
【００５０】
この洗浄チャンバー９０を用いた洗浄動作を下述する。
【００５１】
図６において、弁体軸５２と、弁体軸５２の内側に同心にて設けられている洗浄チャンバー９０との空間に、弁体軸５２内の下部から洗浄液が供給される。
【００５２】
供給された洗浄液は、洗浄チャンバー９０の先端に設けた噴出機構９１により噴出される。この噴出機構９１としては各種のものがあるが、細い隙間を用いるものや、斜めに設けられた細孔を用いるもの、噴出が渦巻状になるように切線方向に穿孔されたものなどがある。加圧供給された洗浄液は先端の噴出機構９１から噴出され、上下の内弁４８と内弁４９の接合部を気密するシール５２ｅと内弁接触面６１とを洗浄し、下部の内弁４９の内側に形成されたロート状の中央開放空間８５及び、その下部の洗浄チャンバー９０と弁体軸５２の隙間を伝って排出管などより外部に排出される。
【００５３】
これは面間ＣＩＰ（Ｃｌｅａｎｉｎｇ  ｉｎ  Ｐｌａｃｅ）であり、切り離し前に接触面を洗浄できることは、切り離した後に周囲を汚すことがないので便利である。
【００５４】
しかる後、前記の機械固持のための半割りクランプ３５による締め込みが解除され、離脱がなされる。
【００５５】
そして配管継手部同士が切り離され、第１のユニット１の可撓性配管の先端につながった接続部ａ１を内蔵する移動体８Ａと第２のユニット２の可撓性配管の先端につながった接続部ｂ１を内蔵する移動体８Ｂとをそれぞれ駆動し元の位置（ホームポジション）へ戻る。
【００５６】
上記の継手駆動装置１４および内弁駆動装置１８０からなる接続装置は移動体の数が少ない側に設けるのが、全体の接続装置の個数を少なくするためには都合が良いと思われ、本実施例では、第２のユニット２の移動体に設けられているが、これに限定するものではない。
【００５７】
次に図７に基づき、１対複数の例えば第１のユニット１のタンクから第２のユニット２の複数の充填機へ流体の移送を実現する方法を説明する。図７は、本発明の第１の実施例において１対複数接続を実施した様子を示す模式図である。
【００５８】
ここでは、第１のユニット１のタンクＴ２の原料を第２のユニット２の配管群Ｙの配管Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４の先につながっている４台の充填機へ移送させるために接続部ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４を介して移送する方法について詳細に説明をする。
【００５９】
第１のユニット１の所望の原料の入ったタンクＴ２とつながっている配管継手部ａ２を移動体８Ａにより、ヘッダー用可撓性配管５５と接続可能の位置まで移動させる。次に、第２のユニット２のヘッダー用可撓性配管５５の先端の配管継手部ｃを移動体８Ｂにより、所望の配管継手部ａ２と接続可能位置まで移動させる。すると、第１のユニット１の配管継手部ａ２と第２のユニット２の配管継手部ｃが向かい合い、配管継手部ｃが持つ継手駆動装置１４（図２参照）の駆動により配管継手部ａ２と配管継手部ｃとが接続される。これによって、タンクＴ２から配管Ｘ２、可撓性配管１０Ａ、ヘッダー用可撓性配管５５を通じて配管ヘッダー５までがつながった状態になる。そして、配管継手部ｃが持つ内弁駆動装置１８０（図２参照）の駆動により弁開状態（図５参照）となり、第１のユニット１にあるタンクＴ２の製品が固定配管ヘッダー５まで流通している状態になる。
【００６０】
第２のユニット２には、第１のユニット１の固定配管ヘッダー５が備える配管継手部ｈ１〜ｈ７に対応する数の可撓性配管が配置されており、配管継手部ｈ１〜ｈ７と、第２のユニット２の複数の可撓性配管の先端の配管継手部ｂ１〜ｂ７とがそれぞれ対向しあった状態で原点とする。
【００６１】
図８は、第１のユニット１の配管ヘッダー５の配管継手部ｈ１〜ｈ７と、第２のユニット２の移動体８Ｂの配管継手部ｂ１〜ｂ７が対向したときの位置関係を表す断面図である。
【００６２】
図８に示すように、第１のユニット１側のタンクＴ２とヘッダー用可撓性配管５５とが接続されたことにより、流体が移送可能な状態になっている固定配管ヘッダー５の配管継手部ｈ１〜ｈ７と、流体を移送せしめるために接続をする第２のユニット２の配管継手部ｂ１〜ｂ７が対向した状態で向かい合っている。充填機などの必要稼働数により同時に接続を必要とする配管数が決定されると、これによって第１のユニット１のタンクＴ２とつながっている配管ヘッダー５側にある配管継手部ｈ１〜ｈ７と、第２のユニット２側の接続所望な配管継手部が、当該第２のユニット２側の接続所望な配管継手部の各々が持つ継手駆動装置１４（図２参照）により接続されるのを待つ。
【００６３】
配管ヘッダー５側の配管継手部ｈ１〜ｈ７と第２のユニット２側の接続所望な配管継手部の接続は、本実施例では第２のユニット２側の配管継手部の各々の移動体が持つ継手駆動装置１４（図２参照）によって行われるので、配管ヘッダー５側の配管継手部ｈ１〜ｈ７は第２のユニット２側の接続所望な配管継手部が接続してくるのを常に待っている状態にある。その手順は図４乃至図６に基づく説明と同様であり、図８によれば以下の通りである。
【００６４】
１．配管継手部ｈ１〜ｈ４、ｂ１〜ｂ４のフェルール４０をクランプ４１により機械的な固持（メカニカルロック）を行う。
【００６５】
２．配管継手部ｈ１〜ｈ４、ｂ１〜ｂ４の内弁３６、３９を内弁駆動装置の駆動よって開かせる。この内弁駆動装置は配管継手部ｂ１〜ｂ４の内弁３９の下端に連結されているものである（図２参照）。配管継手部ｈ１〜ｈ４の内弁３６の開閉は、配管継手部ｂ１〜ｂ４の内弁３９に押し上げられて開き、配管継手部ｂ１〜ｂ４の内弁３９の内弁３６への押圧力を抜くことにより配管継手部ｈ１〜ｈ４に設けられた自動復帰ばね８０のばね力で閉じるよう構成されている。
【００６６】
３．配管継手部ｂ１〜ｂ４の下に設けられた内弁駆動装置を作動させ内弁３９を押し上げる。この内弁３９は、通常はばねによって閉になるように設定されていて、例えば、アクチュエーター側に空気を入れることによって開となるように作動する。配管継手部ｂ１〜ｂ４の内弁駆動装置より内弁３９は押し上げられ、相対している配管継手部ｈ１〜ｈ４の内弁３６を押し上げることになる。これにより配管ヘッダー５の配管につながるヘッダー用可撓性配管ヘッダー５５を介してタンクからの製品は配管継手部ｂ１〜ｂ４に流入する。
【００６７】
４．接続が完了後、タンク内の流体を流通し、例えば、充填装置側に移送を行う。
【００６８】
５．流通を止める際には、配管継手部ｂ１〜ｂ４につながる空気アクチュエーター（内弁駆動装置）への空気の供給を停止する。これにより内弁３９は配管継手部ｈ１〜ｈ４に設けられた自動復帰ばね８０により閉になると共に、配管継手部ｈ１〜ｈ４の内弁３６も自動復帰ばね８０によって同時に閉になる。
【００６９】
６．次にヘッダー用可撓性配管５５の先端の配管継手部ｃが持つ内弁駆動装置への空気の供給を停止する。第１のユニット１側にある配管継手部ａ２内の内弁と、ヘッダー用可撓性配管５５の先端の配管継手部ｃの内弁が同時に閉になる。
【００７０】
７．ここで、固定配管ヘッダー５側の配管継手部ｈ１〜ｈ７内の内弁３６と、第２のユニット２側の配管継手部ｂ１〜ｂ７内の内弁３９との接合部のシール５０とその外側にある内弁の接液面５１と、図６に示した第１のユニット１側の配管継手部ａ２の内弁４８とヘッダー用可撓性配管５５の先端の配管継手部ｃの内弁４９の接合部のシール５２ｅとその外側にある内弁の接触面６１は汚れているので、接続を解除して切り離す前に洗浄する。この洗浄のため、内弁３９、４９の弁体軸に洗浄チャンバーが設けられている。これによってＣＩＰが行われる。洗浄（ＣＩＰ）の具体的な方法は、図７を用いて前述した１対１接続の時と同様に行われる。
【００７１】
切り離し前に接触面を洗浄できることは、切り離した後に周囲を汚す事がない。この後に、前記の機械固持のための半割りクランプ４１による締め込みが解除され、離脱がなされる。
【００７２】
８．配管ヘッダー５の配管継手部ｈ１〜ｈ４と接続されている第２のユニット２側の配管継手部ｂ１〜ｂ４同士の接続を、配管継手部ｂ１〜ｂ４の各々の移動体が持つ継手駆動装置（図２参照）により解除する。
【００７３】
９．第１のユニット１側の配管継手部ａ２とヘッダー用可撓性配管５５の先端の配管継手部ｃ同士の接続を、配管継手部ｃを内蔵する移動体が持つ継手駆動装置（図２参照）により解除する。そして、それぞれの移動体によってそれぞれの原点へ戻る。
【００７４】
第１のユニット１の固定配管ヘッダー５と、その配管につながっている第２のユニット２のヘッダー用可撓性配管５５との中には、タンク等とつながった第１のユニット１の移動体内の配管継手部との接続を切り離しても残存液が残る。その残存液を回収するために、図示していないドレーン用のバルブを、固定配管ヘッダー５とヘッダー用可撓性配管５５の中での最下端に設け、適宜バルブの開閉を行うことによって、ヘッダー内に残った流体を回収する。また、固定配管ヘッダーへ、空気等を送り込んで配管内残存液を加圧し押し出せばより効果的であるのは、勿論である。
【００７５】
このバルブの選定については、市販されている物の中から流体の流通温度、流体の性状を考慮して適選すればよい。
【００７６】
この配管自動接続切替え装置の管理システムとしては、配管群の配管の組合せ管理を行う上位コンピュータ及び移動体の移動及び配管継手部の接続を管理するコンピュータからなる。いわゆる生産管理を行うことにより、次工程への移送や製品の銘柄切替えが決定されると、それにより、タンク内容物の移動シーケンスが決定される。移液の順序、ルート決定、バルブ操作順序が決定され、配管接続切替え装置での組合せが決定される。
【００７７】
次いで、移動体の移動及び配管継手部の接続を管理するシステムが作動する。そこでは、情報に基づいて移動体の移動方向、移動距離等が管理されて、さらに確実に接続がなされたことを確認することも含まれる。
【００７８】
これらの管理システムは、本装置がユニット化し易く、拡張性に富むので、管理システムも分散型のシステム構成が望まれる。
【００７９】
（第２の実施例）
第１の実施例では、面間ＣＩＰによって上部弁体と下部弁体の接触面は洗浄されていて清潔になっているが、第２のユニット２の可撓性配管群や、充填機の洗浄については、自動では行われていない。
【００８０】
第１のユニット１の配管群の洗浄専用のラインを１本設けると、固定配管ヘッダー、第２のユニット２の可撓性配管群、充填機等の洗浄についても自動で行える。
【００８１】
図９は、第１のユニット１の配管群の１本、例えば配管Ｘ８を洗浄専用すなわち、洗浄専用ＣＩＰラインとした時の洗浄実施例である。
【００８２】
洗浄の方法として、例えば
１．配管Ｘ８とつながっている配管継手部ａ８と、ヘッダー用可撓性配管５５の先端の配管継手部ｃを接続する。
【００８３】
これによって洗浄液は、ヘッダー用可撓性配管５５内を介して固定配管ヘッダーの配管継手部ｈ１〜ｈ７まで流通状態になる。
【００８４】
２．固定配管ヘッダー５の配管継手部ｈ１〜ｈ７と第２のユニット２の配管継手部ｂ１〜ｂ７を順次、第２のユニット２の配管継手部ｂ１〜ｂ７の各々の移動体が持つ継手駆動装置１４（図２参照）で接続を行う。
【００８５】
これによって洗浄液は、第２のユニット２の複数の可撓性配管と接続された配管群Ｙを通じて、その先に設置されている充填機等まで洗浄液が流通可能状態である。
【００８６】
３．第２のユニット２の配管継手部ｂ１〜ｂ７の各々の移動体に取り付けてある内弁駆動装置１８０（図２参照）にて、固定配管ヘッダー５の配管継手部ｈ１〜ｈ７の内弁が、第２のユニット２の配管継手部ｂ１〜ｂ７の内弁によって押し上げられて洗浄液が第２のユニット２に流入する。これを順次あるいは同時に固定配管ヘッダー５の配管継手部ｈ１〜ｈ７と第２のユニット２の配管継手部ｂ１〜ｂ７とで行う。
【００８７】
４．洗浄終了時は、第２のユニット２の配管継手部ｂ１〜ｂ７の内弁を閉じる。これによって、第２のユニット２側の配管内に洗浄液が流入されてこない。
【００８８】
５．第２のユニット２の配管継手部ｂ１〜ｂ７の各々の移動体が持つ継手駆動装置１４（図２参照）で、固定配管ヘッダー５の配管継手部ｈ１〜ｈ７と第２のユニット２の配管継手部ｂ１〜ｂ７の接続を解除する。
【００８９】
６．配管Ｘ８の配管継手部ａ８とヘッダー用可撓性配管５５の先端の配管継手部ｃの接続を解除する。そして、それぞれの原点位置へ移動体によって戻る。
【００９０】
洗浄の方法によっては、１本だけを洗浄専用のラインとせず、複数本を洗浄の為のラインとすることも出来る。例えば洗浄工程後、次の工程として、例えばリンシング（仕上げ洗浄）を行うためにリンス専用ラインと接続を行うなどが可能なのは勿論の事である。第１のユニット１の洗浄専用ラインに対応して接続および流通せしめる方法は第１の実施例と同様にして行い、必要があれば接続の後にラインＣＩＰが行われる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、先端に配管継手部を設けてなる複数本の可撓性配管からなる上流側の配管群Ｘと、先端に配管継手部を設けてなる複数本の可撓性配管からなる下流側の配管群Ｙにおいて、上流側の一本の配管に対して下流側の複数の配管が同時に接続することを可能とする配管ヘッダーおよび該配管ヘッダーにつながるヘッダー用可撓性配管を設けた配管自動接続切替え装置としたことにより、次のような効果を奏する。
（１）．  切替えのためのヘッダー数を最小限にして同時に１対複数のライン接続ができる。
（２）．  切替えのための接続継手数が減る。
（３）．  １対１のライン接続も合わせて簡単に実行できる。
（４）．  ヘッダー配管内の残存をなくすことができる。
（５）．  配管は接続されているかどうかが、目で確認できる。
（６）．  配管が物理的に遮断されているので品種の混入がまったくない。
（７）．  可撓性配管（例えばフレキシブルホース）が絡み合わない。
（８）．  ユニット化がしやすく組み合わせが容易で拡張性がある。
（９）．  洗浄や滅菌が簡単に出来る。
（１０）．  可撓性配管内の液だまりの心配が少ない。
（１１）．  あらゆる分野の切替えに設置が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配管自動接続切替え装置の第１の実施例の接続前の全体配置を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施例における配管接続機構の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例において１対１接続を実施した様子を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施例で使用する配管継手部同士の接続前の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例の配管継手部同士を接続させた後の内弁駆動装置を駆動させた様子を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例配の管継手部が閉した状態で、かつ面間の洗浄が行われる状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施例において１対複数接続を実施した様子を示す模式図である。
【図８】第１のユニットの配管ヘッダーの複数の配管継手部と、第２のユニットの移動体の複数の配管継手部が対向したときの位置関係を表す断面図である。
【図９】本発明の自動接続配管切替え装置の第２の実施例の接続前の全体配置を示す模式図である。
【図１０】従来の、１対１接続が可能な配管自動接続切替え装置を示す図である。
【図１１】従来の、１対複数接続が可能な配管自動接続切替え装置を示す図である。
【符号の説明】
１    第１のユニット
２    第２のユニット
５    配管ヘッダー
７Ａ、７Ｂ    移動体セル
８Ａ、８Ｂ    移動体
９Ａ、９Ｂ    固定端部
１０Ａ、１０Ｂ    可撓性配管
１２Ａ、１２Ｂ    移動駆動装置
１３Ａ、１３Ｂ    ねじ
１４    継手駆動装置
１５Ａ、１５Ｂ    案内部分
３５    クランプ
３６、３９、４８、４９    内弁
４０、５２ｂ    フェルール
４１    クランプ
５０、５２ｄ、５２ｅ    シール
５１、６１    接液面
５２    弁体軸
５５    ヘッダー用可撓性配管
８０、８６    自動復帰ばね
８５    中央開放空間
９０    洗浄チャンバー
９１    噴出機構
１８０    内弁駆動装置
Ｘ、Ｘ１〜Ｘ８    配管群
Ｙ、Ｙ１〜Ｙ８    配管群
Ｔ１〜Ｔ８    タンク
ａ１〜ａ８、ｂ１〜ｂ７、ｃ、ｈ１〜ｈ８    配管継手部
【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】
0003584083.tif 000008
【図８】
0003584083.tif 000009
【図９】
0003584083.tif 000010
【図１０】
0003584083.tif 000011
【図１１】
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