JP2534965B2 - ホ―スユニット移送接続と回分生産システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホースに代表される配
管をユニット化したものの移送及び自動接続システムと
これを用いた回分生産システムに関する。さらに詳しく
は、例えば、回分生産において製品や中間製品を移送す
るために貯槽とライン切替え用ヘッダー配管との間に、
ユニット化配管を移送し自動接続するようにしたシステ
ムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】食品、ならびに飲料製造プラントにあっ
て、複数のタンク群から例えば原料や中間製品を他の位
置にある、他工程の複数のタンク群に所望の目的に応じ
て移送する場合がある。この場合、タンク群には併設し
て複数の配管からなるヘッダーが付属される。これは、
例えば、中間製品液の受け入れ、払い出し、洗浄の目的
に設けられるものである。受け入れから、払い出しへ切
替えるに際しては、ラインの切替えを必要とするが、実
際の作業に当ってはバルブの切替え操作によっている。

【０００３】この従来の配管のバルブの切替えは図１１
に示される。図中４１、４２は中間製品のタンク、４
３、４４、４５はライン配管、４６…、４７…はタンク
４１又はタンク４２系統のバルブである。したがって、
例えば、タンクの群に対して、共通に受け入れ、払い出
し、洗浄の３本のライン配管がある場合に、それらの切
替えのために図１１に示すような多くのバルブ４６、４
７が必要である。特に食品業界においては、配管中に残
存する中間製品の腐敗による発酵などを防止する目的の
ため、洗浄がその都度行われているが、このバルブには
ライン切替えによる混合が起きないようにまた、洗浄が
し易いように特殊で複雑な構造となっており、高価なも
のとなっている。また、切替えするラインが多数ある場
合にはこのバルブを設置する数が増すとともに制御用入
出力点数も増加するので、設備の費用が大きなものとな
り、設備更新、増強などの際には大きい問題となってい
る。

【０００４】また装置が大型化する以前で自動化が進ん
でいない時点にあっては、可撓性配管であるホースによ
る配管の接続が行われていた。この場合、人手により、
接続口の位置合わせ、芯合わせ、接続保持機構の操作な
どの作業がなされていた。しかし装置が大型化及び自動
化されるにしたがって、ホースはその接続の自動化にお
ける困難さ、経済的な観点から固定化されるようにな
り、固定配管に対応して切替えバルブの多用するシステ
ムへとつながり、現在に至っているのが実情である。す
なわち、切替えのバルブが数多くなり、配管網と切替え
バルブの錯綜した状態となる。

【０００５】このような回分生産工場における錯綜した
配管の状況を改善するために、最近パイプレス化学工場
なる概念が提唱され、これを実現するための各種の提案
がなされている。例えば、特開昭６２−１４４７４５号
には容器（タンク）を、移動する台車に搭載し所望の工
程間を移動して、停止した後に、適宜必要な配管の接続
を自動的に行って、流体の受け渡しを行うために用いる
回分生産用容器が開示されている。

【０００６】しかし、この場合、タンクを移動台車に乗
せて運ぶので、タンクの幾何寸法（代表的には直径）が
大きくなると、内容積は直径の３乗で増すので、内容積
は飛躍的に大きくなり、製品などを満杯にした状態で運
ぶ場合に相当の荷重が台車に作用することとなり、台車
自体が大きくなり、コストが上昇することとなる。さら
に、内容積が大きくなると、万が一の際に、タンクが転
倒することも考えられ、安全上問題がある。さらにタン
クの寸法が大きい場合には、台車が走行する空間の幾何
寸法が大きくなり、工場の建屋寸法に無駄を生じる場合
がある。

【０００７】このようにタンクを運ぶという従来のパイ
プレスプラントの方式では、特にタンクの寸法が大きい
場合に多くの問題が生じ、自づと限界が生じてくる。と
ころで飲料品製造業界において、大きい容量のタンクを
必要とすることが多い。このような場合にタンクを運ぶ
方式にて、品種の多様化に対応することは得策ではな
い。この場合には、従来のバルブの切替えによって行わ
ざるをえないが、前述のように切替えバルブの多さとそ
のコスト増、さらには制御の方式の複雑さが生じるとい
う、問題に遭遇する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上述べてきたよう
に、大型のタンクを用いる生産システムにおいては、従
来の容器（タンク）を移動する方式で銘柄の多様化にフ
レキシブルに対応するには限界を生じ、さらに、従来の
バルブ切替え方式にても問題とその複雑さは解消されな
い。そのため、タンクを固定して使用せざるをえない工
場において、建設コストを低減し、なおかつ銘柄多様化
に対応して生産のフレキシビリティを増すには、切替え
バルブを最小個数にした新しい方式のシステムの開発が
要求されている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、
（１）複数の固定されたタンクと並設される複数の固定
された配管を設けるとともに、各タンクの接続口に対応
して固定配管側に接続口を設け、固定したタンクの接続
口と、固定配管の接続口との間に、両端に接続部を有す
る可撓性のホースと該ホースの接続部の位置決め装置及
び接続装置をユニット化して内蔵したホースカートリッ
ジを搬送台車にて移動可能にして設け、前記固定タンク
と固定配管との間をそれぞれの接続口を介して前記ホー
スカートリッジによって接続するようにしたことを特徴
とするホースユニット移送接続システム、（２）複数の
固定タンクと複数の固定配管との間に前記（１）記載の
ホースカートリッジを搬送台車にて移動させて所定の固
定タンクに対応する所定の位置にて停止させ、ホースカ
ートリッジを昇降装置にて昇降させ、必要に応じて回転
移動させることによりその位置を確定し、固定タンクと
固定配管を、それぞれの接続口を介してホースカートリ
ッジにより接続するようにしたことを特徴とするホース
ユニット移送接続システム、（３）固定タンクと固定配
管を接続する前記（１）記載のホースユニット移送接続
システムにおいて、両端に接続部を有するホースと、該
ホースの接続部の位置決め装置及び前記固定タンク接続
部と固定配管接続部とをホースの接続部にて接続させる
接続装置をユニット化して内蔵したことを特徴とするホ
ースカートリッジ、（４）位置決め、接続装置のための
駆動エネルギーがカートリッジ内に設けられるバッテリ
ー又は空気ボンベにより供給されることを特徴とする前
記（４）記載のホースカートリッジ、（５）位置決め、
接続装置のための駆動エネルギーが固定側の他の部位か
ら供給されることを特徴とする前記（４）記載のホース
カートリッジ、（６）駆動エネルギーが電気エエネルギ
ーであることを特徴とする前記（４）記載のホースカー
トリッジ、（７）駆動エネルギーが空気圧エネルギーで
あることを特徴とする前記（４）記載のホースカートリ
ッジ、（８）運転状態を知るための検出装置をカートリ
ッジ内に設けたことを特徴とする前記（４）記載のホー
スカートリッジ、（９）複数の固定したタンクに原料供
給、製品払い出し、洗浄用の固定配管を接続して回分生
産を行うシステムにおいて、前記（４）記載のホースカ
ートリッジを搬送台車にて 移動可能にして設け、所定の
固定タンクの位置に前記ホースカートリッジを移動さ
せ、当該固定タンクと前記固定配管の一つとの間をそれ
ぞれの接続口をホースカートリッジを介して接続し、原
料供給、製品払い出し及び洗浄することを特徴とする回
分生産システム、（１０）前記（１）、（２）又は
（３）記載のホースユニット移送接続システムを用いる
ことを特徴とする回分生産システム、を提供するもので
ある。

【００１０】

【実施例】次に本発明を図示の一実施例に基づいて説明
する。図１は本発明のホースユニット移送接続システム
の一実施例の平面図である。図中１、２、３、４、５は
異なる内容物（原料、中間製品など）をそれぞれ入れた
タンク、６、７、８はライン配管を示し、９は搬送台車
（以下単に台車という）１０の上に搭載したホースカー
トリッジである。１１はタンク１〜５にそれぞれ設けた
接続継手であり、一方１２はライン配管６、７、８に設
けた継手である。この実施例においては５基のタンクが
一列に配置されてタンクが配列されている方向に沿うよ
うに３本の配管からなる配管ヘッダーが設けられている
がタンク数、配管の数については特に制限はない。また
ホースカートリッジ９には後述するように位置合わせ機
構、接続機構、エネルギー源、頭脳に相当するＣＰＵら
が一体的に内蔵されている。

【００１１】図１には、台車１０が当初タンク１の位置
にあり、これを所定のタンクの位置、例えばタンク４の
位置に移動させ、タンク４の位置に位置決めされたと
き、台車１０を停止させるような制御がなされる場合が
示されており、台車１０がタンク４の位置に停止する
と、台車に付属される昇降装置ならびに回転テーブルに
よりホースカートリッジ９を上昇回転させ、カートリッ
ジが、所定の位置にセットされると、ホースカートリッ
ジはタンク４の接続継手１１と配管ヘッダーの接続継手
１２との間を接続するような動作を行うようになってい
る。なお、カートリッジの位置決めに当っては、従来に
用いられているガイドコーン、ガイドピンなどの方式が
用いられてよい。また、このような制御の仕方について
は、後で詳述する。

【００１２】図２は図１のタンク４の位置でのホースカ
ートリッジ９の接続を説明する正面図である。同図にお
いて、ホースカートリッジ９内にはホース１３が両端に
自動接続装置１４ａ、１４ｂを有して内蔵されている。
１５ａ、１５ｂは各自動接続装置を所定の位置に移動さ
せる位置決め機構である。一方、タンク４には開閉バル
ブ１６を介して、取り出しラインの先端に、接続継手１
１が前記自動接続装置１４ａに対応して設けられてい
る。また配管ヘッダー側には、自動接続装置１４ｂと接
続する配管ヘッダーの接続継手１２が設けられており、
これは開閉バルブ１７を介して配管に接続する。１８は
ホースカートリッジを所定位置に固定するガイドコーン
である。

【００１３】前述のようにホースカートリッジ９は台車
１０に搭載されている。１９はカートリッジに内蔵され
るバッテリー、２０はカートリッジ内ＣＰＵ、２１は台
車側ＣＰＵである。このバッテリー１９により、前記ホ
ースカートリッジ９内の自動接続装置による、位置決め
及び接続動作に必要な電気エネルギーが供給される。５
０は、カートリッジ側に内蔵される通信ユニット、５１
は台車側に内蔵される通信ユニットであり、５２、５３
はそれぞれに対応する固定側通信ユニットである。図２
において接続継手１１は下向きになっているが横向きで
あってもよい。接続継手１２は上向きに開口している
が、高さを違えて段違いに配置されて、横向きであって
もよい。配管ヘッダー側の接続口は一列に配置されてい
る。接続継手１１、１２は通常オス型とし、これに対す
る自動接続装置１４ａ、１４ｂをメス型とするのがよ
い。

【００１４】ホースカートリッジ９はこれらの接続継手
１１、１２の間の空間に上昇させられ、回転させられ
て、接続継手１１、１２と機械的な干渉することなく、
所定の位置に置かれる。固定接続後、台車１０は別の位
置に移動可能で他のカートリッジを搭載して移動するこ
とがあるので、先に設置したカートリッジの下部の空間
には、他のカートリッジが台車に搭載されても通過でき
るような空間寸法にすることが好ましい。所定の位置に
設置されたカートリッジは、固定される。これにはガイ
ドコーンなどよく用いられている方式でよい。このガイ
ドコーンによって、タンク及び配管との取り合い口との
相対位置が定まってしまう。タンク及び配管の溶接工事
にあたって、ガイドコーンから適切な治具を用いて工事
を行えば位置関係はきわめてよい精度の範囲に収まるこ
とになり、停止精度のわるい無軌道の台車を用いる場合
にあっても、所定の位置関係が得られることとなる。

【００１５】台車１０には、昇降装置及び回転テーブル
が設けられている。これは図３に示される。図中、２２
は昇降装置、２３は昇降装置の上に設けた回転テーブル
であり、ホースカートリッジ９を搭載する。矢印に示す
ように、この昇降装置と回転テーブルの組み合わせによ
り、ホースカートリッジの高さと、方向回転を自由に行
うことができる。空間寸法として、カートリッジを移動
させるのに十分な空間がある場合には、カートリッジを
回転させることは必要でなく、単純なる昇降のみでよい
ことはもちろんである。上述の如く接続装置１４ａと接
続装置１４ｂの間はホースがつながっており、接続に際
しての接続口の移動量を吸収することができる。もちろ
ん、あらかじめ長さが想定されるので、必要以上の分の
長さを有することはない。さらに、ホースの曲がりによ
り液体の溜りや、空気溜りが生じないようにホースの移
動方向を拘束するなどの治具が設けられてもよい。自動
接続装置１４ａ、１４ｂを駆動するには通常、モーター
が用いられているが、電気を用いるのが安全上支障があ
る場合には、空気モーターなどによってもよいことはも
ちろんである。この場合には、モーター駆動用のバッテ
リーに代えて、空気ボンベを内蔵するのがよい。

【００１６】図４はタンク下部の接続口に用いられる接
続装置１４ａの一実施例の拡大断面図である。タンクに
は開閉バルブ１６を介して継手１１が接続する。継手１
１には、内弁を設けていないが、設けることもできる。
通常はこちらの側をオス側としてよい。それに対するよ
うに位置させられている自動接続装置側の継手３０はメ
スになっており、機械的なロックがかかるようになって
いる。接続に際して用いられた駆動エネルギーが消失し
た場合（ホースカートリッジが固定された後に台車がカ
ートリッジから離れる場合）には、接続継手での機械力
がなくなるので、流体圧力が作用した場合にはずれる。
これを防止するために、駆動エネルギーが消失してもは
ずれることのないように機械的な固持機構（ロック機
構）を設ける。

【００１７】このために種々の機構が用いられている
が、代表的な例はボールによるロックであり、レバーに
よるロックであり、爪などの機械クランプによるロック
である。このような機械ロックを用いることによって、
必要な接続がなされた後には、台車はカートリッジから
離れて別の目的に用いることができ、工場全体での台車
の数を減らし、有効利用を計ることができる。これらの
接続装置とロック機構をオス側の継手と結合するための
直線駆動装置３１が必要とされる。図中は、電気モータ
ーと回転−直線変換機構を組み合わせたものであるが、
空気圧力エネルギーが用いる場合には、空気シリンダー
でよい。

【００１８】このような、メス側接続機構と直線駆動装
置を内蔵して設ける自動接続装置は、ユニット化され、
図中にあってはねじ３２とモーター３３の組み合わせに
代表される位置決め機構により、所定の位置に移動させ
られる。ねじとモータの組み合わせによらない他の方法
でもよい。例えば、空気圧エネルギーが用いられる場合
には、中間位置調節型の空気シリンダーであってよい。
さらに、タンク下部の場合には、他の接続口がなく１個
しかないので、単純な空気シリンダーを用いることがで
きる。配管ヘッダー側の接続口においても同様に構成さ
れる。これを図５に示す。こちら側にあっては、接続口
が複数あるので自動接続装置１４ｂは、中間位置での位
置設定ができる位置決め機構によること以外は図４と同
様であり、図４と同符号は同じものを示す。１７はヘッ
ダー配管への開閉バルブである。

【００１９】以上の接続装置で用いられる、接続継手に
は各種のものが知られており、これから任意に選択し使
用できる。機能的には内弁のあるもの、内弁のないもの
などであり、所望の目的に応じて適宜選択できる。例え
ば、内弁を設けることによって、切り離し時の液の漏れ
を防止できる。ただし、内弁を設けるので、機械部品が
増すことと、内部抵抗が増して流体圧力損失が増えるこ
と、さらに洗浄が繁雑になることなどの問題がある。例
えば、特開平３−１３３７８９号にあるような先端ゴム
製環状袋体を設け、空気圧力が供給されるとゴム製環状
袋体が膨張して、接続部位とのシールを行って、流路を
形成する形式のものもある。この場合、接続継手の芯が
ずれていても、ゴムによりそのずれが吸収されて、十分
にシールできる利点があるが内弁がないので、液だれに
ついては、液だれ受けパンを設けるなどの工夫が必要で
ある。

【００２０】なお、上記の例はカートリッジ内のバッテ
リーから電気エネルギーを供給する例であるが、カート
リッジ内バッテリーから供給することが、支障ある場合
（例えば、バッテリーの寿命の点などから）には、タン
ク位置に個別に電源接続装置３４を設けて、カートリッ
ジ９の固定と同時に電源が接続されるように設備されて
もよい。これを図６に示す。この場合には、カートリッ
ジ側にも電源接続コネクターが設けられることは当然で
ある。このようにタンク位置に個別に設けられる電源接
続装置を経由して電気エネルギーが供給される場合で
も、プラント全体の電源が停止した場合の非常時にも、
カートリッジ内の安全を確保するために最小限の容量を
持つバッテリーを内蔵し、非常時には切換えて用いるの
がよい。この場合には、特開平３−７４１０５号にある
ような非接点型の給電装置が用いられてもよい。さら
に、エネルギーとして電気のみならず空気圧力エネルギ
ーであってもよい。環境によっては、電気式を用いるこ
とが安全上の観点より好ましくない場合があり、この場
合には空気圧が望ましい。例えば、図７に示すように空
気接続口３５をタンクの位置に個別に設けて、空気接続
装置３６を通してカートリッジ９が固定される際に合わ
せて自動的に接続される。なお、上記の説明ではホース
カートリッジの位置決めにガイドコーン、ガイドピンな
どが用いられるが、ガイドコーンの１例を図８に示し
た。同図に示すようにオス側のコーン３７とメス側の凹
部３８が合致することにより相対的な位置関係が調整さ
れる。

【００２１】次に本発明に用いられるカートリッジを図
９により説明する。カートリッジ９内には、位置決め機
構１５ａ，１５ｂ、ホースの両端部にあるカップリング
装置１４ａ，１４ｂに加えて、補助機能をもつその他の
装置６１（例えば、切り離し後のカップリング面を洗浄
するための装置など）やカートリッジの頭脳に当たるＣ
ＰＵ機能を果たす制御ユニット２０、上位制御システム
との通信を行うための通信ユニット５０、運転状態を知
るための検出装置（例えば、導電率計６２、流量計６
３）、補助タンク６４（例えば洗浄装置用洗浄液及び排
液回収タンクなど）、駆動エネルギー源ユニット１９
（バッテリーなど）などが収められており、剛性を有す
る強度部材の枠組み６５により固定されている。図９に
おいて図２と同符号は同じものを示す。

【００２２】カートリッジ９はこの枠組み６５により、
剛性を有するものとして、すなわち物流単位として取扱
いが可能となり、物流の通常の手段により、取扱いでき
る。さらに、枠組み６５の外に薄い板を張りめぐらし
て、一種の容器のようにすることも可能であり、配管の
接続が外れた場合や、運転の手違いにより液が漏れて
も、床上にこぼれるまでの一時的なホルダーとして機能
も持たせることができる。この場合に、内部に漏れてき
たことを検知するものを設けておけば、直ちにタンクの
元弁を閉めるなどの処理が迅速に行える。カートリッジ
９内には駆動装置へのエネルギー源を内蔵している。駆
動に電気エネルギーを用いる場合には、駆動エネルギー
源ユニット１９としてバッテリーを内蔵すればよく、ま
た、空気エネルギーを用いる場合には小さな圧縮空気ボ
ンベを内蔵するなどの方法がある。エネルギー源が内蔵
されているので、カートリッジ自身による自律的な作業
がなされうる。また、エネルギー源の容量が低下してき
た場合には、通信手段により、サービスステーションに
通信することもできる。カートリッジ内にエネルギー源
を持つことが得策でない場合には、前述の通りカートリ
ッジが所定の位置にセットされる際に、固定されている
エネルギーラインと自動的に接続することも行われる。
例えば、セットされる位置に、空気ラインや電気ライン
を設けておき、カートリッジ内に設けられている自動カ
ップリング装置により、カートリッジがセットされるこ
とを利用して、これらのラインとの接続がなされるよう
にしておけばよい。

【００２３】カートリッジ９内には、運転状況を知るた
めに、いろいろなセンサー類を設置することができる。
例えば、配管途上に導電率計６２を設けておき、内容物
の切替えに際して流体の導電率が違うことにより流体の
流れてきたことを感知することができる。また、流量計
６３を配管途上に設置しておき、流量を検出して、積算
して通過流量を知ることも容易にできる。これらの計測
にさいしては、非接触方式によることもでき、例えば、
電磁流量計などを用いれば、洗浄が面倒な製品を流す場
合にも用いることができる。これらの計測値は、通信手
段５０があるので、上位システムに情報を伝えることが
できる。通信手段として、いろいろな方法が広く用いら
れている。光通信などの方法が考えられる。

【００２４】いわゆる、パイプレスプラントの基本概念
である「自律性のある移動体」を実現する上で、タンク
に知能を持たせるのと同様な位置付けで、移動される配
管にも、必要に応じて、知能を持たせることが望まれる
場合がある。そのために、カートリッジ内に頭脳として
のＣＰＵ２０設備するようにするのがよい。具体的に
は、自動操作できるようにシーケンサーなどが設備され
る。もちろんＣＰＵを内蔵するまでもない、簡単なシス
テムにあっては省略できる。カートリッジ内にＣＰＵと
情報伝達手段を搭載すれば、接続が完了したことを検出
装置などで感知し、その信号を光通信などにより、上位
コンピューターに伝えることも可能であり、接続装置の
解除に際しても、タンク内の液レベルの検知信号や、配
管カートリッジ内に設けられている流量計による検知信
号などにより移送が完了したことが確認されると、離脱
作業が自らの判断にて可能となる。もちろん、離脱作業
にあたっては、タンク側との情報のやり取りが行われ
る。すべての作業を終えてから、台車への信号を光通信
を介して送り、台車の到着を待つなどのことができるよ
うになる。さらに、接続部位のガスケットを洗浄するた
めの、アルコール噴霧装置や、薬液洗浄装置などの補助
装置６１を同時に搭載することができる。また、当然こ
れらの溶液のための小容量の補助タンク６４を内蔵する
ことはもちろんである。また、殺菌機能を持つ装置（例
えば、紫外線殺菌装置、火炎殺菌装置）などを所望の目
的に応じて搭載することができる。

【００２５】本発明において枠組みを持たせ、カートリ
ッジとしたので、必要な装置などが自在に搭載可能であ
り、種々の業界または製品の要求にあわせて、搭載する
設備を変更できることはもちろんである。本発明におい
ては、駆動装置をカートリッジ内に持たず、すべての駆
動を台車側より行って、必要な接続などの作業を行わせ
ることも可能である。これにより、カートリッジ内に内
蔵する設備を少なくすることができる。ただし、この場
合には、作業の度に台車がその位置にあり、駆動させる
ための位置合わせを被駆動体との間で行なう必要があ
る。このように、ホースおよびそれらを移動し接続させ
るための駆動装置、エネルギー源、頭脳に相当するＣＰ
Ｕ、通信手段などを一つのフレーム枠組内に設置し、剛
性をもつカートリッジとなしたので、通常の物流操作手
段による取扱いが容易になり、種々の効果が生まれる。

【００２６】なお、上述の構成において、台車は有軌道
形式のものでも、無軌道形式のものでも良く、無軌道方
式の場合には、その誘導方式については任意のものを用
いることができる。具体的には、台車１０およびホース
カートリッジ９は、例えば固定側ユニット（図示せず）
の上位のコンピュータからの指令に基づき動作制御がな
されるようになっている。また、ホースカートリッジ９
は、接続状態、移送状態を検知する検知装置を内蔵して
おり、ホースカートリッジ９からは、接続状態、移送状
態が所定のものとなったことが検知されたときに、その
検知信号が固定側ユニットを介し上位のコンピュータに
送られるようになっている。すなわち、無軌道方式であ
れ有軌道方式であれ無人搬送台車１０およびホースカー
トリッジ９を制御する制御方法、特に信号の送受につい
ては、種々の仕方があり、ここでは詳述しないが、広く
ＦＡ（ファクトリオートメーション）システムに用いら
れているようなものを用いることができる。その代表的
な方式として、例えば、非接触方式の光通信による情報
伝達方式を用いることができる。また、その他の方式と
して、例えば多数のピンによるコネクタ接続等をも用い
ることもできるが、この場合には芯合わせを必要とする
ので、自動的な接続作業が難しくなる。従って、光通信
による情報伝達方法のような非接触方式が用いられるの
が良い。このときには、固定側ユニットには、光通信ユ
ニット５２、５３が設けられ、また、台車１０およびホ
ースカートリッジ９にも、それぞれ光通信ユニット５
１、５０が設けられる。

【００２７】また、このような方式では、台車１０の移
動制御、ホースカートリッジ９の昇降、回転制御は、上
位コンピュータからの指令を固定ユニット、光通信ユニ
ットを介して台車１０が受信することによってなされ、
工程の進捗に従って、上位コンピュータから所定の信
号、例えば移動、昇降、回転の信号が台車１０に伝えら
れるようになっている。台車１０には、例えばマイクロ
コンピュータＣＰＵ２１が搭載されており、該マイクロ
コンピュータは、上位コンピュータから所定の信号を受
けることにより、所定の作業、例えば移動、昇降、回転
等を行うようになっている。また、ホースカートリッジ
９が所定の位置に固定された場合には、上位コンピュー
タからの信号により、接続装置が接続すべき継手の指示
が与えられるようになっており、これにより接続装置の
移動がなされる。また、内容物の移送に際し、バルブを
開閉する動作が必要とされるが、接続装置の接続が完了
したことを上述のように検知装置（例えばセンサ）によ
り検知して、その信号を光通信ユニットを介して上位コ
ンピュータに伝え、条件が全て整ったことが確認されて
からバルブの開動作がなされるようになっている。ま
た、接続装置の解除に際しても、タンク内の液レベルの
検知信号や、流量の検知信号により移送が行われたこと
が上位コンピュータで確認されると、ホースカートリッ
ジ９の取り外しを行うために上位コンピュータからは台
車１０に移動の信号が送られると、台車１０のマイクロ
コンピュータ２１は、台車１０を所定位置に移動させる
よう制御し、これにより切り離しの動作がなされるよう
になっている。

【００２８】次に、本実施例の自動接続装置の動作につ
いて述べる。固定側に設けられているガイドコーン１８
（又はガイドピン）に合わせて、ホースカートリッジ９
が位置決めされる。したがって、例えばタンク下部の接
続継手１１との相対的な位置関係は自づと決まってしま
う。これは、ライン６、７、８の接続継手１２との間で
も同様である。したがって、ホースカートリッジ９が位
置固定されたら、それらとの位置関係に相当する移動量
を接続装置１４ａ、１４ｂに与えればよい。この場合、
接続装置１４ａ、１４ｂは共に、移動の前には基準とな
る基準点に戻っていることが必要であり、そこからの移
動量が上位コンピュータからの信号で与えられることに
なる。別の方式としては、タンクやライン配管が溶接構
造物であることにより製作仕上がり精度を良くすること
が期待できない場合や、該当するタンクやラインによっ
てはその接続継手の位置がそれぞれ異なっている場合な
どには、オス側接続継手１１、１２のある位置にセンサ
ースイッチを設けておき、そのセンサーにより位置を感
知して位置決め機構１５ａ、１５ｂが停止するような制
御回路を構成することにより接続装置の位置決めを行う
こともできる。この時の位置決めの精度は次に述べる接
続装置の必要精度によって異なってくる。

【００２９】さらに、例えば、タンク側の接続継手の位
置がすべてのタンクで同一であれば接続装置１４ａ、１
４ｂの位置決め機構は不要となる。このようにして、位
置決め機構により、接続継手オス側１１、１２と自動接
続装置１４ａ又は１４ｂに内蔵されている接続継手メス
側３０、３０とが相対するようになる。次いで、直線駆
動機構３１によりメス側の接続継手３０が上昇（自動接
続装置１４ａ）または下降（自動接続装置１５ｂ）させ
られ、接続部位が押し込まれる。

【００３０】この際に多少の芯ずれがあってもそれを吸
収して接続するゴム製環状袋体によるカップリングを用
いることもできるし、ガイドピンを用いてさらに精度よ
く芯合わせを行う必要のあるタイプのカップリングなど
（ワンタッチカップリングなど）いろいろな形式のもの
があり、適宜選択される。接続してからは、押し込みエ
ネルギーが消失してもはずれることのないように機械ロ
ックがかけられる。次いで開閉バルブ１６、１７を開け
てタンク内容物を、ホースカートリッジを介して、ヘッ
ダー配管に移送する。タンク内容物の移送が終ると、移
送の終了がタンクの液レベルから検知され、あるいは流
量により検知され、その検知信号が該検知装置から上位
コンピュータに向けて発せられ、その信号に基づく上位
コンピュータからの制御によりカートリッジの取り外し
が行われる。カップリングの取り外しは、まず機械ロッ
クがはずされ、ついで直線駆動装置がもとの位置に戻
る。次いで、位置決め機構部位が基準点に復帰する。自
動接続装置１４ｂ側は複数の継手部を対象とするので、
基準点に戻っていることが必要である。自動接続装置１
４ａ側については、基準点に復帰するか、そのままの位
置とするかは前述のような理由で決定される。

【００３１】次に本発明のシステムの制御回路の他例を
図１０に基づいてさらに説明する。カートリッジ化配管
接続装置１０１には、全体を制御するマイクロコンピュ
ータ１０２と、上位コンピュータ１０９や台車などとの
情報の送受を制御する情報通信手段１０３と、自動接続
装置１０５の移動駆動制御を行う移動用駆動装置１０４
と、計測用装置１０７とが設けられている。ここで、自
動接続装置１０５は、上下方向に伸縮自在なスライド機
構を両端にもつ配管と、該配管のカップリング及びカッ
プリングを所定位置に移動させて配管接続させる駆動機
構とを一体的に有しており、上記移動用駆動装置１０４
は、マイクロコンピュータ１０２から移動指令を受ける
と、自動接続装置１０５を所定位置に移動させるように
なっている。自動接続装置１０５が、移動用駆動装置１
０４の駆動によって、所定位置まで移動し、移動を完了
すると、その旨が移動用駆動装置１０４に送られ、これ
により、移動用駆動装置１０４は、移動完了信号をマイ
クロコンピュータ１０２に通知するようになっている。
また、自動接続装置はマイクロコンピュータ１０２から
接続指令を受けると接続を行い、これが完了すると、接
続完了信号をマイクロコンピュータ１０２に通知するよ
うになっている。また、計測用装置１０７は、例えばカ
ートリッジ内の配管に取付けられた流量計等で構成され
ており、タンク内容物の移送量を計測し、計測結果をマ
イクロコンピュータ１０２に与えるようになっている。

【００３２】一方、タンク１１０には、タンク側情報通
信手段１１１が設けられており、タンク１１０は、この
タンク側情報通信手段１１１を介して上位コンピュータ
１０９との間で情報の送受を行うようになっている。こ
の接続システムの動作について説明する。まず、台車は
カートリッジ情報ステーションにいき、洗浄済みのカー
トリッジを選択する。その際に、台車にはカートリッジ
配管接続装置の情報通信手段を介して、上位コンピュー
タからどのステーションにいくかの情報が伝えられる。
カートリッジが所定のタンクに進み、これにセットされ
ると、タンク側情報通信手段１１１を介して上位コンピ
ュータからの信号が伝えられるか、または、あらかじめ
待機ステーションで記憶させられた情報（すなわちセッ
ト完了信号がでたら、接続のために左右に移動するよう
な指示）により、ヘッダー側配管のどの配管口と接続さ
れるのかの指示がされる。このような移動指令信号が情
報通信手段１０３、マイクロコンピュータ１０２を介し
て送られると、移動用駆動装置１０４はモーターなどに
より、自動接続装置１０５を移動させる。移動にしたが
って、移動用駆動装置１０４は移動量を確認し、モータ
ー側にフィードバックしながら、最終的な位置決めを行
う。移動が完了し、所定の位置に来たら、移動用駆動装
置１０４は移動完了信号をマイクロコンピュータ１０２
に出す。これには、例えばリミットスイッチなどが使え
る。

【００３３】次いで自動接続装置内部の駆動装置が作動
して、接続がなされる。この場合、駆動装置と同様な手
順により、接続がなされる。最終的に接続が完了したこ
とを確認する信号が出され、マイクロコンピュータに伝
えられる。その信号は情報通信手段を介して、上位コン
ピュータに伝えられ、タンクの元弁が開閉される。タン
ク内容物が次いで移送されるが、移送量をカートリッジ
内の配管に取り付けられた計測用装置（例えば、流量計
など）にて計測し、移送量を監視することができる。所
定の移送量に達したなら、移送を停止するために、信号
をカートリッジから発して、元弁を閉とすることができ
る。全量が払い出される場合には、その量についての情
報が伝えられてもよい。カートリッジ内には、エネルギ
ー源として例えばバッテリーが内蔵されているが、その
容量低下にさいしては、事前に警告を出しておくことが
望まれる。このために、容量を監視（例えば、電圧の低
下を測定して）しておき、所定の値になったら、警告信
号を外部に出すこともできる。

【００３４】

【発明の効果】本発明のシステムによれば、配管の移送
物質を切替える際、容器ごと移動させる必要がなく容器
を固定させて配管への移送物質の変更を行い生産システ
ムをフレキシブルに運転しうるようにするもので、安全
上の問題を起さず、生産規模の拡大などが容易にでき
る。また本発明のシステムによれば切替えバルブの数が
少なくてすみ、システムの制御が容易となる。さらにホ
ースカートリッジを用いホースがユニットフレーム化さ
れており、取扱いが容易になる。カートリッジ内にはＣ
ＰＵが内蔵しているので、自律的な操作が可能となり、
より自在なプラントの運転が可能となる。さらに本発明
によれば配管中の移送物質の切替えが容易に行えるので
回分生産システムにおいて品種切替えに柔軟に対応でき
る。さらにまた、ホースカートリッジはユニット化さ
れ、その両端に接続装置を設けているので、例えばホー
スの洗浄に際しても、洗浄ステーションに移動した後に
洗浄するのが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のホースユニット移送接続システムの一
実施例の平面図である。

【図２】上記図１のシステムの正面図である。

【図３】本発明に用いられる上記ホースユニット移送接
続システムに用いられる台車の作動機構説明図である。

【図４】本発明に用いられる接続装置の一実施例の拡大
断面図である。

【図５】本発明に用いられる接続装置の一実施例の拡大
断面図である。

【図６】本発明に用いられるホースカートリッジの接続
状態の説明図である。

【図７】本発明に用いられるホースカートリッジの接続
状態の説明図である。

【図８】ガイドコーンの側面図である。

【図９】本発明に用いられるカップリング装置を含むカ
ートリッジの説明図である。

【図１０】本発明に用いられるシステムの制御回路の一
例を示す説明図である。

【図１１】従来の配管とタンクとの接続状態を示す平面
図である。

【符号の説明】

１、２、３、４、５ タンク ６、７、８ 配管 ９ ホースカートリッジ １０ 台車 １１ 接続継手 １２ 接続継手 １３ ホース １４ａ、１４ｂ 自動接続装置 １５ａ、１５ｂ 位置決め機構 １６、１７ 開閉バルブ １８ ガイドコーン １９ バッテリー ２０ ＣＰＵ ２１ ＣＰＵ ２２ 昇降装置 ２３ 回転テーブル ３０ 接続継手 ３１ 直線駆動装置 ３２ ねじ ３３ モーター ５０ カートリッジ側通信ユニット ５１ 台車側通信ユニット ５２ 固定側通信ユニット ５３ 固定側通信ユニット

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の固定されたタンクと並設される複
   数の固定された配管を設けるとともに、各タンクの接続
   口に対応して固定配管側に接続口を設け、固定したタン
   クの接続口と、固定配管の接続口との間に、両端に接続
   部を有する可撓性のホースと該ホースの接続部の位置決
   め装置及び接続装置をユニット化して内蔵したホースカ
   ートリッジを搬送台車にて移動可能にして設け、前記固
   定タンクと固定配管との間をそれぞれの接続口を介して
   前記ホースカートリッジによって接続するようにしたこ
   とを特徴とするホースユニット移動接続システム。
2. 【請求項２】 複数の固定タンクと複数の固定配管との
   間に請求項１記載のホースカートリッジを搬送台車にて
   移動させて所定の固定タンクに対応する所定の位置にて
   停止させ、ホースカートリッジを昇降装置にて昇降さ
   せ、必要に応じて回転移動させることによりその位置を
   確定し、固定タンクと固定配管を、それぞれの接続口を
   介してホースカートリッジにより接続するようにしたこ
   とを特徴とするホースユニット移送接続システム。
3. 【請求項３】 固定タンクと固定配管を接続する請求項
   １記載のホースユニット移送接続システムにおいて、両
   端に接続部を有するホースと、該ホースの接続部の位置
   決め装置及び前記固定タンク接続部と固定配管接続部と
   をホースの接続部にて接続させる接続装置をユニット化
   して内蔵したことを特徴とするホースカートリッジ。
4. 【請求項４】 位置決め、接続装置ための駆動エネルギ
   ーがカートリッジ内に設けられるバッテリー又は空気ボ
   ンベにより供給されることを特徴とする請求項４記載の
   ホースカートリッジ。
5. 【請求項５】 位置決め、接続装置のための駆動エネル
   ギーが固定側の他の部位から供給されることを特徴とす
   る請求項４記載のホースカートリッジ。
6. 【請求項６】 駆動エネルギーが電気エネルギーである
   ことを特徴とする請求項４記載のホースカートリッジ。
7. 【請求項７】 駆動エネルギーが空気圧エネルギーであ
   ることを特徴とする請求項４記載のホースカートリッ
   ジ。
8. 【請求項８】 運転状態を知るための検出装置をカート
   リッジ内に設けた ことを特徴とする請求項４記載のホー
   スカートリッジ。
9. 【請求項９】 複数の固定したタンクに原料供給、製品
   払い出し、洗浄用の固定配管を接続して回分生産を行う
   システムにおいて、請求項４記載のホースカートリッジ
   を搬送台車にて移動可能にして設け、所定の固定タンク
   の位置に前記ホースカートリッジを移動させ、当該固定
   タンクと前記固定配管の一つとの間をそれぞれの接続口
   をホースカートリッジを介して接続し、原料供給、製品
   払い出し及び洗浄することを特徴とする回分生産システ
   ム。
10. 【請求項１０】 請求項１、２又は３記載のホースユニ
    ット移送接続システムを用いることを特徴とする回分生
    産システム。