JP3429916B2 - 配管自動接続切替え装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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】複数の原料を複数の製造タンクへ順次計
量して移送し製造のための操作（例えば攪拌）をする場
合がある。複数の原料ラインと複数のタンク間の液の切
替え移送ということで、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いた。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、ラインの切替え、すなわちバルブの切替え
操作によって行っている。このような方式でタンクに多
数の原料を移送することは実際に頻繁に行われている。

【０００３】そして、複数の原料の計量移送を行う場合
には、それぞれの原料ラインに計量用の計器が設置され
ていることが多い。

【０００４】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。

【０００５】図１３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１０９群を
ユニットＡ１００とし、他方の配管群の配管と同数で、
その長手方向をユニットＡ１００の移動体セル１０９群
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１１０群をユニットＢ２００
とする。

【０００６】ユニットＡ１００の各移動体セル１０９に
は、一方の配管群の各配管につながるホース端固定部１
０６に可撓性ホース１０３を介して接続された移動体１
０５が、移動体セル１０９の長手方向に移動自在に設け
られている。そして、移動体１０５の内部には可撓性ホ
ース１０３の端部に接続された接続継手（不図示）が組
み込まれていて、移動体１０５が各移動体セル１０９内
を移動するとき、それぞれの接続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。ユニット
Ｂ２００においても同様に、もう一方の配管群の各配管
につながるホース固定端部１０８に可撓性ホース１０４
を介して接続された移動体（不図示）がユニットＡ１０
０の移動体１０５の移動方向に直角な方向に移動自在で
あって、前記各移動体（不図示）に組み込まれている接
続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。このような構成のユニットＡ１００とユニ
ットＢ２００は、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、ユニットＡ１００に属する移動
体１０５とユニットＢ２００に属する移動体（不図示）
は相互に直交するように移動する。各移動体は、組み合
わせの指令により、駆動部１０７及びねじ軸１０２等か
らなる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】このような構成によれば、ユニットＡ及び
ユニットＢ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、ユニットＡ，ユニットＢ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、
図１３で示すように移動体を一定方向に往復動自在に保
持するユニットＡ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ユニットＢ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、
ユニットＡ，ユニットＢ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、複数本が同
時に１対１で切替え操作を実現する必要がない場合も多
々ある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】複数の原料ラインと複
数のタンクの間で切替えを行う装置としては、特願平５
−２１４０３４による従来の技術があるが、複数本が同
時に１対１の切替え操作をする必要がない場合の問題点
としては、次のような事が挙げられる。 (1). ユニットＡ側とユニットＢ側のラインの数だけ、
移動体セルを必要とし、それぞれのセルを自動制御させ
る必要があり、切替え頻度が少ない場合には、冗長性が
ある。 (2). 可撓性配管がラインの数だけ必要である。 (3). 接続のための駆動装置も複数必要である。

【００１１】なおかつ、複数の原料ラインから製造タン
クへ順次計量移送を行うシステムにおいても従来では、
流体の移送を行う全部のラインに流量計を設置すること
が多い。その場合の問題点としては、次のような事が挙
げられる。 (4)．流量計は高価なものであるから、移送を行うライ
ン全部につけると、設備費が膨大になる。 (5)．流量制御を行う上でも、流量計を多数設置すれば
制御点数が増してシステムが複雑化し、柔軟な運転シス
テムが組みずらい。 (6)．流量計のメンテナンス上も設置数が増せばそれだ
け作業が増える。

【００１２】本発明は、上記の従来技術が有する問題点
に鑑み、高価な流量計を多数設けることなく、また、機
械としての過剰な冗長性を持たないで、全体的に安価と
なる計量投入機能を有する配管自動接続切替え装置を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の配管自動接続切替え装置は、複数本の配管の
各々につながった接続継手を一直線上に配列してなるユ
ニットＡと、複数本の配管の各々につながった接続継手
を一直線上に配列してなるユニットＢと、前記ユニット
Ａと前記ユニットＢの間に配置されたものであって、前
記ユニットＡの接続継手の配列方向に平行でかつ同一の
方向に移動可能な、前記ユニットＡの各接続継手と接続
可能な１つの接続継手を内蔵する第１の移動体と、前記
ユニットＢの接続継手の配列方向に平行でかつ同一の方
向に移動可能な、前記ユニットＢの各接続継手と接続可
能な１つの接続継手を内蔵する第２の移動体とを具備
し、前記第１の移動体内の接続継手と前記第２の移動体
内の接続継手を可撓性配管でつなげたユニットＣとから
成り、前記ユニットＣの第１及び第２の移動体には、移
動体を移動させ、長手方向の任意の位置に位置決めする
ための移動装置と、対向した接続継手同士の自動接続を
行なうための自動接続装置とが少なくとも付設されてい
ることを特徴とする。

【００１４】そして、上記の配管自動接続切替え装置に
おいて、前記ユニットＡの接続継手の各々につなげられ
た配管群のうち、少なくとも１本の配管を洗浄専用の配
管とするものや、前記ユニットＣ内の可撓性配管に１つ
の流量計が設備されているものが好ましい。

【００１５】（作用）本発明の配管自動接続切替え装置
におけるユニットＡとＢの１対１接続はユニットＣ内の
接続継手を介して次の手順により行う。ユニットＣ内の
第１の移動体をその移動装置により移動させることで、
ユニットＡ中の、所望の上流側配管につながった接続継
手と対向する位置に、前記ユニットＡの各接続継手と接
続可能な１つの接続継手が移動して位置決めされ、そし
て、ユニットＡ中の目的とする接続継手と前記第１の移
動体内に付設された自動接続装置により継手同士が接続
される。

【００１６】また、上記の動作と同時にあるいは順次、
ユニットＣ内の第２の移動体をその移動装置により移動
させることで、ユニットＢ中の、所望の下流側配管につ
ながった接続継手と対向する位置に、前記ユニットＢの
各接続継手と接続可能な１つの接続継手が移動して位置
決めされ、ユニットＢ中の目的とする接続継手と前記第
２の移動体内に付設された自動接続装置により継手同士
が接続する。

【００１７】これにより、ユニットＣ内の接続継手同士
を結ぶ１本の可撓性配管を介して、ユニットＡ、ユニッ
トＢの間の所望のルートは、確立する。したがって、１
対１での流通が可能になる。

【００１８】このようにユニットＡ側の配管とユニット
Ｂ側の配管同士を、ユニットＡとＢの間に配されたユニ
ットＣ内の一本の可撓性配管を介して１対１接続を行な
う装置である為、共通流路であるユニットＣの可撓性配
管上に流量計を設置することで、各ライン全部に高価な
流量計を設備する必要がなく、またその結果、制御点数
が少なくて済み、メンテナンス性も向上する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２０】（第１の実施形態）まず第１の実施形態に
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のユニットを切替える装
置の第３のユニットとは、第１のユニットと第３のユニ
ットが、また第２のユニットと第３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。どの
ようにユニットを設置してもよいがライン中に液溜りが
できないように設置することが望ましい。以下は特記し
ない限り、水平に設ける場合の説明である。この場合に
は液溜りは絶対できない。

【００２１】図１は、本発明の配管自動接続切替え装置
の第１の実施形態の全体配置の概略斜視図で接続前の状
態を示したものである。図２は、図１に示した配管自動
接続切替え装置の模式図である。なお、本装置で引用す
る接続継手は、特願平５−２９６４８によるものであ
る。

【００２２】本形態の配管自動接続切替え装置は例えば
図２のような模式図として表される。ユニットＡ１には
複数の接続継手ａ１〜ａ５が一平面上に並列な配列で等
間隔に配置されている。各接続継手ａ１〜ａ５は例えば
所定の原料や中間製品のタンクに配管などでつながって
おり、ユニットＣ３側に接続口を向けて常に接続される
のを待機している状態でいる。図２においては、ユニッ
トＡ１の接続継手ａ１〜ａ５の数は５個であるが、これ
に限ったものではない。

【００２３】ユニットＢ２には、複数の接続継手ｂ１〜
ｂ３がユニットＡ１の接続継手と同様に、一平面上にそ
れぞれ並列に等間隔に配置されている。各接続継手ｂ１
〜ｂ３は例えばバッファー用タンクなどに配管などでつ
ながっており、ユニットＣ３側に接続口を向けて常に接
続されるのを待機している状態でいる。図２において
は、ユニットＢ２の接続継手ｂ１〜ｂ３の数は３個であ
るが、これに限ったものではない。

【００２４】ユニットＡ１、ユニットＢ２の間にはユニ
ットＣ３が位置し、ユニットＣ３はユニットＡ１の接続
継手と接続される接続継手ｃ１、およびユニットＢ２の
接続継手と接続される接続継手ｃ２を有する。接続継手
ｃ１，ｃ２は例えば上下にお互いの継手の接続口を背中
合わせの位置関係、つまり接続継手ｃ１の接続口をユニ
ットＡ１側に向け、接続継手ｃ２の接続口をユニットＢ
側に向けて配置されている。接続継手ｃ１とｃ２は、配
管要素である１本のフレキシブルホース１０によってつ
ながっている。フレキシブルホース１０は、ユニットＣ
３内でケーブルベア状に横にＵ字状にされている。接続
継手ｃ１，ｃ２はそれぞれ後述する移動体に組み込まれ
ていて、ユニットＣ３内で横方向のみに移動を行なう。

【００２５】また、フレキシブルホース１０には質量流
量計９が例えば１つ設置してあり、そのため流量の制
御、流体の混合、調合が行える。流量計などの量の計測
用計器の選定としては、多種市販のものがあるが、流通
流体性状、使用場所などを考慮して選定すればよい。例
えば、高粘度流体や、微少流量を計測する場合には、質
量流量計を設置することが多い。質量流量計の選定にあ
たっても曲管のもの、直管のもの、材質など多種の中か
ら、フレキシブルホース１０内を流通する原料、製品、
洗浄性などに必要な精度等を考慮して最適な計器を選べ
ばよい。

【００２６】ここで、ユニットＣ３の構成についてさら
に詳述する。図３はユニットＣ３の全体配置を示す斜視
図である。

【００２７】ユニットＣ３は図３に示すように、それぞ
れが所定の長さを持つセル７Ａとセル７Ｂを備えてい
る。セル７Ａ，７Ｂにはその長手方向に移動自在な移動
体８，２１０がそれぞれ配置されている。移動体８，２
１０には接続継手ｃ１，ｃ２が組み込まれており、接続
継手ｃ１とｃ２はフレキシブルホース１０により接続さ
れている。

【００２８】接続継手ｃ１を有する移動体８は、ユニッ
トＡ１に配置されている接続継手ａ１〜ａ５の配列方向
に平行でかつ同一の方向（図３中Ｘ軸方向）のみに移動
する。配管要素であるフレキシブルホース１０は、ケー
ブルベア状にＵ字状にされている。各々のセル７Ａ，７
Ｂにおいてホース１０の端は接続継手ｃ１，ｃ２と接続
されている。接続継手ｃ２を有する移動体２１０は、ユ
ニットＢ２に配置されている接続継手ｂ１〜ｂ３の配列
方向に平行でかつ同一の方向（図３中Ｘ軸方向）のみに
移動する。

【００２９】移動体８，２１０内には目的とする所定の
位置まで移動し位置決めを行う機構、接続継手ｃ１，ｃ
２を接続するための機構が設けられ、また、その接続継
手の内弁駆動用の機構が備えられている。

【００３０】可撓性配管であるホース１０の両端は、移
動体８，２１０と接続されている。セル７Ａ，７Ｂに用
いられる移動体８，２１０の移動装置は、移動体８，２
１０の移動を案内する一以上の案内部１５Ａ，１５Ｂ
と、移動体８，２１０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部１２Ａ，１２Ｂとからなる。
この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。モータなどの駆動部１２Ａ，１２Ｂと
位置検出およびフィードバック機構により、ねじ１３
Ａ，１３Ｂに螺合させられている移動体８，２１０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よ
い。

【００３１】本装置は、これらの位置決め機構を内蔵す
るセル７Ａ、７ＢはユニットＣ３内に設備し、所望の組
み合わせに応じてユニットＡ１側およびユニットＢ２側
に向いた接続継手ｃ１，ｃ２を内蔵する移動体８，２１
０を移動させ、所望の位置にて移動体内にある接続継手
をユニットＡ側／Ｂ側の接続継手同士と対向させる構成
からなる。

【００３２】また前記の配管継手部には、特願平６−１
１２０７８で提案している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。

【００３３】可撓性配管としては種々のものを使用する
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とされた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。特にコンプジット構造でワイヤース
パイラルで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。

【００３４】また、自在接続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。内面が平滑でサニタリー性が高く、フレキシブルホ
ースにはない、形状安定が得られて、高圧力にも使用す
ることができる。

【００３５】また、接続継手の構成材料としては、特に
限定するものではないが、食品を扱う業界ではステンレ
ス鋼が多用される。また、流体に接する面は、バフ仕上
げされることが多い。

【００３６】次に、図４に基づき、例えばユニットＡ側
１タンクからユニットＢ側２のバッファータンクへ流体
の流通を実現する方法として例を挙げて説明する。

【００３７】図４は、ユニットＡ１の接続継手ａ４とつ
ながったタンクの原料をユニットＢ２側の接続継手ｂ２
につながったバッファタンクに原料を計量しながら流体
を移送する場合を示す模式図である。

【００３８】例えば、まずユニットＡ１側に位置してい
る移動体８を、ユニットＡ１の所望の接続継手ａ４と接
続可能な位置まで移動させ位置決めを行う。このとき図
５に断面図として示すように、ユニットＣ３の移動体８
内の接続継手ｃ１とユニットＡ１の接続継手ａ４とが向
かい合い、ユニットＣ３にある継手駆動装置１４Ａの駆
動により接続継手ａ４とｃ１は接続される。

【００３９】次にあるいは移動体８の移動と同時に、ユ
ニットＢ２側に位置している移動体２１０を、ユニット
Ｂ２の所望の接続継手ｂ２と接続可能な位置まで移動さ
せる。このとき、図６に断面図として示すように、ユニ
ットＣ３の移動体２１０内の接続継手ｃ２とユニットＢ
２の接続継手ｂ２とが向かい合い、ユニットＣ３にある
継手駆動装置１４Ｂの駆動により接続継手ｂ２とｃは接
続される。これによって、ユニットＣ３のフレキシブル
ホース１０を介して原料ラインとタンクラインがつなが
った。

【００４０】この接続継手同士の結合に際しては、芯を
合わせるためのガイド機構およ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、在来の接続継手と同
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。

【００４１】変位吸収機構としては、接続継手全体をフ
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
承する機構である。

【００４２】以上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、接続継手同士が最終的
に押し付け合う。これで、図５及び図６に示すシール５
２ｄ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ぷを自
動的に行うことによって実現できる。フェルール部５２
ｂはテーパーになっており、同じく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、すなわち面圧
力を得ることができる。したがって、流体圧が大きい場
合でも、小さな力で済む。

【００４３】次に、ユニットＣ３の移動体８，２１０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）１８０Ａ，１８０Ｂ（図３参照）
を作動させる。接続継手ａ４，ｂ２の内弁は、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、接
続継手ｃ１，ｃ２側の空気シリンダーなどの内弁駆動装
置１８０Ａ，１８０Ｂ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。

【００４４】図７及び図８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。これら
の図に示すように、移動体９，２１０の内弁駆動装置１
８０Ａ，１８０Ｂの駆動により、内弁４９と内弁４８を
密着させた状態で接続継手ａ４，ｂ２側に移動させるこ
とで、接続継手ａ４とｃ１、および接続継手ｃ２とｂ２
の流体の流路が確立する。その結果、接続継手ａ４に接
続されている原料タンクから、接続継手ｂ２に接続され
ているバッファタンクへの流体の移送が行われる。

【００４５】このとき、ユニットＣ３内のフレキシブル
ホース１０に設置された質量流量計９を介して、原料移
送量の計測が自動で行われる。必要な量の流通の動作が
終了したら、内弁駆動装置１８０Ａ，１８０Ｂ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９及び図１０にはこの時の状態が
示されている。

【００４６】このような形態において、上流側のユニッ
トＡ１から質量流量計を介して流通する下流側のユニッ
トＢ２が、バッファタンクではなく充填機と接続されて
いたら、自動で計量充填が可能なのは勿論のことであ
る。

【００４７】ここで、上部弁体４８と下部弁体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、接続を解除して切り離す前に内弁の接液面
６１及びシール部５２ｅを洗浄する（面間洗浄）。この
洗浄のために、ユニットＣ３に備わる接続継手ｃ１，ｃ
２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。

【００４８】この洗浄チャンバー９０を用いた洗浄動作
を下述する。図９及び図１０はこの洗浄チャンバー９０
を用いて面間を洗浄する場合を説明するための図であ
り、図９は接続継手ａ４とｃ１との面間洗浄、図１０は
接続継手ｃ２とｂ２との面間洗浄の場合を示している。

【００４９】図９及び図１０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。

【００５０】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により接液面６１側に向け
て噴出される。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４
９の間を気密するシール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、その下部に設けられた排出管等よ
り外部に排出される。

【００５１】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。また、
面間ＣＩＰ終了後に滅菌のためのスチームを送ることに
より、面間ＳＩＰ（Sterilization in Place) が可能に
なることは勿論である。

【００５２】この後に、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。

【００５３】そして接続継手同士が切り離された後、ユ
ニットＡ１の接続継手ａ４につながったユニットＣ３の
接続継手ｃ１を内蔵する移動体８と、ユニットＢ２の接
続継手ｂ２につながったユニットｃ３を内蔵する移動体
２１０はそれぞれ駆動されて長手方向の元の位置（ホー
ムポジション）へ戻る。サニタリーカプラの場合には、
接続継手ａ４とｃ１の接触面および接続継手ｃ２とｂ２
の接触面がそれぞれ面間ＣＩＰによって洗浄された後、
ホームポジションに戻る。

【００５４】この接続継手移動のための駆動装置（駆動
部１２Ａ，１２Ｂ、ねじ１３Ａ，１３Ｂ等）、継手駆動
装置１４Ａ，１４Ｂ、内弁駆動装置１８０Ａ，１８０Ｂ
のそれぞれはユニットＣ３に設けたことで、駆動のため
の機器や供給源をユニットＣ３側に全部内蔵することが
できるので、システム構築上シンプルに設計することが
できる。

【００５５】上記のように接続継手同士は面間ＣＩＰ等
によって洗浄されるが、さらに次の銘柄を製造するため
には、原料ライン、張り込みラインおよびタンクをも洗
浄する必要がある。従って、ユニットＣ３内の接続継手
ｃ１，ｃ２内、フレキシブルホース１０内と、ユニット
Ｃ３と接続されたユニットＢ２の接続継手ｂ２につなが
った配管内を洗浄する場合には、次のような手順で洗浄
を行なう（図５乃至図１０参照）。

【００５６】１．洗浄用ラインとつながったユニットＡ
１の接続継手ａ１とユニットＣ３内の接続継手ｃ１とを
接続する。

【００５７】２．上記１の接続と同時にあるいは順次、
ユニットＣ３の接続継手ｃ２とユニットＢ２の接続継手
ｂ２とを接続する。

【００５８】３．接続にあたっては前述した通り、ユニ
ットＣ３の各々の接続継手ｃ１，ｃ２に備わる継手駆動
装置１４Ａ，１４Ｂで行う。

【００５９】４．内弁の開閉は前述した通り、ユニット
Ｃ３の各々の接続継手ｃ１，ｃ２に備わる内弁駆動装置
１８０Ａ，１８０Ｂで接続継手の内弁を開き、洗浄液を
流通させる。

【００６０】この手順で、ユニットＣ３内の接続継手ｃ
１，ｃ２内とフレキシブルホース１０と同時に質量流量
計９の洗浄が行われる。同時に下流側である、ユニット
Ｂ２側で使用した接続継手、配管、タンクの洗浄も実現
される。

【００６１】さらに、洗浄終了後は次のような手順で行
なう。

【００６２】５．接続継手ａ１−ｃ１の内弁を閉じる。
次に接続継手ｂ２−ｃ２の内弁を閉じる。

【００６３】６．ユニットＣ３の移動体８，２１０がそ
れぞれ持つ継手駆動装置１４Ａ，１４Ｂで接続継手ａ１
とｃ１、及び接続継手ｂ２とｃ２の接続を解除する。

【００６４】７．ユニットＣ３の接続継手ｃ１，ｃ２が
それぞれ原点位置へ移動体８，２１０の駆動によって戻
る。

【００６５】洗浄方法によっては、例えば洗浄工程専用
のラインとせず、複数本の洗浄のためのラインとするこ
ともできる。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ことである。ま
た、洗浄後滅菌することが必要な場合には、スチームラ
インを設けてスチームを通せばよいのは勿論のことであ
る。ユニットＡ１側の洗浄専用ライン、リンスラインに
対応して接続および流通せしめる方法は原料などを流通
させた方法と同様である。

【００６６】さらに、タンク側での製造工程が終了した
ときに、原料張り込みライン（例えば接続継手ｂ２から
タンクまで）と、タンクを洗浄することも可能である。

【００６７】このような配管自動接続切替え装置の管理
システムとしては、配管群の配管の組み合わせ管理、流
量の管理調整を行う上位コンピュータおよび移動体の移
動および接続部の接続継手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み合わせが決定される。

【００６８】次いで、移動体の移動および接続を管理す
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、移動距離などが管理されて、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。

【００６９】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。

【００７０】（第２の実施形態）第１の実施形態は、下
流側であるユニットＢ２につながるタンクが複数設置さ
れた場合の例であったが、複数のタンクを必要としない
場合もある。本形態では、例えばバッファ用タンク、混
合用タンクとして大型のタンクが１つだけ設置されてい
る場合を例に採って説明を行う。

【００７１】図１１は本発明の配管自動接続切替え装置
の第２の実施形態として、ユニットＢ側が一つの大型タ
ンクからなる場合を示す斜視図、図１２は図１１に示し
た配管自動接続切替え装置が持つユニットＣの構成を示
す斜視図である。

【００７２】図１１に示すように、ユニットＡ１側は第
１の実施形態と同一要素からなり、複数の接続継手が並
列に一定間隔をおいて配置されている。ユニットＢ２
は、一方の先が大型タンクにつながった１本の配管から
なる。ユニットＣ３は、図１２に示すように、所定の長
さを持つ第１の実施形態と同様のセル７Ａを備えてお
り、セル７Ａにはその長手方向に移動自在な移動体８が
設けられている。移動体８にはユニットＡ１の各接続継
手と接続される接続継手ｃ１が組み込まれており、その
接続継手ｃ１の下流側には、質量流量計９及び、ユニッ
トＢ側の大型タンクにつながるフレキシブルホース１０
が接続されている。

【００７３】ユニットＣ３内の移動体８は、ユニットＡ
１に配置されている複数の接続継手の配列方向に平行で
かつ同一の方向（Ｘ軸方向）のみに移動を行う。そし
て、ユニットＣ３のフレキシブルホース１０と、大型タ
ンクにつながるユニットＢ２の１本の配管とは、ホース
端固定部等を介して接続されている。

【００７４】移動体８内には目的とする所定の位置まで
移動し位置決めを行う機構、接続のための接続継手ｃ１
とその接続のための機構が設けられ、また、その接続継
手の内弁駆動用の機構が備えられている。ユニットＡ１
の接続継手との接続方法および、流通方法と流量計測方
法は第１の実施形態と同様である。また、ユニットＢ２
側の配管部、タンクの洗浄および、ユニットＣ３内の接
続継手、可撓性配管、質量流量計の洗浄方法も第１の実
施形態と同様である。

【００７５】（その他の実施形態）上述した実施形態に
おいては、ユニットＣ内のフレキシブルホースに流量計
を設置して流量計量を行うシステムであったが、流通に
あたっては時間で区切る場合もある。その場合には、流
量計の必要がない。従ってユニットＣ内に流量計を設置
しない配管自動接続切替え装置も可能である。また、洗
浄性の高い接続継手ではなく、配管と同内径を持つ接続
継手を使用することにより、高粘度で流通が難しい原料
などでも例えばピグを打つことで、配管中の残存を最少
とすることができる。また、洗浄することなく切替えだ
けを実現する洗浄用のラインを必要としない配管自動接
続切替え装置も可能であるのは勿論である。

【００７６】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、上流側の
例えば原料ラインにつながった接続継手を一直線上に配
列してなるユニットＡと、下流側の例えばタンクライン
につながった接続継手を一直線上に配列してなるユニッ
トＢとの間にユニットＣを配置し、ユニットＣ内に、前
記ユニットＡ内の各接続継手と接続可能な１つの接続継
手を内蔵する第１の移動体及び、前記ユニットＢ内の各
接続継手と接続可能な１つの接続継手を内蔵する第２の
移動体を設けると共に、各移動体をそれぞれ移動装置に
より任意の位置に位置決めできる様にし、各移動体の接
続継手同士を可撓性配管（フレキシブルホース）でつな
げた配管自動接続切替え装置としたので、切替えの駆動
装置を最小限にしての自動切替えが実現し、さらには次
のような効果を奏するものとなる。 (1).全自動で切替えを行いながら同時に原料などの流量
の計測が行える。 (2).フレキシブルホースを１本にして切替えのライン接
続が都度できる。 (3).流量計をフレキシブルホース上に設置する事によ
り、流量測定器の数の削減が実現する。 (4).切替えのための駆動装置数が減る。 (5).ラインが接続されているかどうかが、目で確認でき
る。 (6).ラインが物理的に遮断されているので品種の混入に
よる汚染の心配が全くない。 (7).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できる。 (10).ホース内の液溜りの心配がない。 (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
形態の全体配置の概略斜視図で接続前の状態を示したも
のである。

【図２】図１に示した配管自動接続切替え装置の模式図
である。

【図３】ユニットＣの全体配置を示す斜視図である。

【図４】本発明の配管自動接続切替え装置の第１の実施
形態の全体配置の模式図で接続例を示したものである。

【図５】本発明で使用する洗浄性の高い接続継手ａとｃ
の接続前の断面図である。

【図６】本発明で使用する洗浄性の高い接続継手ｃとｂ
の接続前の断面図である。

【図７】接続継手ａとｃ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８】接続継手ｃとｂ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９】接続継手ａとｃの間が弁閉となり、面間の洗浄
が行われる状態を示す断面図である。

【図１０】接続継手ｃとｂの間が弁閉となり、面間の洗
浄が行われる状態を示す断面図である。

【図１１】本発明の配管自動接続切替え装置の第２の実
施形態として、ユニットＢ側が一つの大型タンクからな
る場合を示す斜視図である。

【図１２】図１１に示した配管自動接続切替え装置が持
つユニットＣの構成を示す斜視図である。

【図１３】配管自動接続切替え装置の従来例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ ユニットＡ ２ ユニットＢ ３ ユニットＣ ａ１〜ａ５，ｂ１〜ｂ３，ｃ１，ｃ２ 接続継手 ７Ａ，７Ｂ セル ８，２１０ 移動体 ９ 質量流量計 １０ フレキシブルホース １２Ａ，１２Ｂ 駆動部 １３Ａ，１３Ｂ ねじ １４Ａ，１４Ｂ 継手駆動装置 １５Ａ 案内部 ３５ クランプ ４８，４９ 内弁 ５２ 弁体軸 ５２ｂ フェル−ル部 ５２ｄ，５２ｅ シ−ル ６１ 接液面 ８５ 中央開放空間 ８６ 自動復帰ばね ９０ 洗浄チャンバ− ９１ 噴出機構 １８０Ａ，１８０Ｂ 内弁駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 三重子 千葉県船橋市前原東２丁目17番１ (56)参考文献 特開 平４−211800（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−118500（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−71699（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−215300（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−173889（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−16886（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 39/00 F17D 3/00 F17D 1/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の配管の各々につながった接続継
   手を一直線上に配列してなるユニットＡと、 複数本の配管の各々につながった接続継手を一直線上に
   配列してなるユニットＢと、 前記ユニットＡと前記ユニットＢの間に配置されたもの
   であって、前記ユニットＡの接続継手の配列方向に平行
   でかつ同一の方向に移動可能な、前記ユニットＡの各接
   続継手と接続可能な１つの接続継手を内蔵する第１の移
   動体と、前記ユニットＢの接続継手の配列方向に平行で
   かつ同一の方向に移動可能な、前記ユニットＢの各接続
   継手と接続可能な１つの接続継手を内蔵する第２の移動
   体とを具備し、前記第１の移動体内の接続継手と前記第
   ２の移動体内の接続継手を可撓性配管でつなげたユニッ
   トＣとから成り、 前記ユニットＣの第１及び第２の移動体には、移動体を
   移動させ、長手方向の任意の位置に位置決めするための
   移動装置と、対向した接続継手同士の自動接続を行なう
   ための自動接続装置とが少なくとも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。
2. 【請求項２】 前記ユニットＡの接続継手の各々につな
   げられた配管群のうち、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。
3. 【請求項３】 前記ユニットＣ内の可撓性配管に１つの
   流量計が設備されていることを特徴とする請求項１また
   は２に記載の配管自動接続切替え装置。