JP6706529B2 - 流体投入装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液体や粉体等の流体を収容した容器を反転させてその容器内から流体を別の容器等に投入する流体投入装置に関する。

従来から、この種の流体投入装置として、例えば特許文献１に記載の反転装置が知られている。この反転装置は、上端に開口部を有する有底筒状の液体容器を反転自在に保持する容器保持部と、その容器保持部の左右両側に前後一対ずつ設けられた移動支点部と、各移動支点部をそれぞれ摺動案内可能な溝状の前側支点案内部及び後側支点案内部と、容器保持部と共に液体容器を反転させるときに駆動されるシリンダ等の駆動部材と、を備えている。

そして、液体容器の反転時には、溝状の各支点案内部により各移動支点部を各々の移動軌跡が予め設定した一定の移動軌跡となるように案内することで、反転する液体容器の開口部から液体を流出させる流出位置が投入期間中に前後方向に大きく変動することを抑制し、反転する容器内から投入先となる別容器等に液体を安定して投入可能にしている。

特開平８−１４３１６１号公報

ところで、液体容器に収容される液体の種類は様々であり、その液体の種類によっては反転する液体容器から別容器等に投入された場合に生じる飛沫の発生状況が大きく異なることもある。したがって、液体容器の反転時における移動支点部の移動軌跡がいつも同じ一定の移動軌跡であると、すなわち液体容器を移動させつつ反転させる液体の投入態様がワンパターンであると、投入される液体の種類によっては、液体の投入時に多くの飛沫が周辺に飛散する等して、装置の周辺環境を汚染してしまう虞があった。

なお、こうした虞は、液体を収容した容器を反転させて液体を投入する場合に限らず、液体と同じ様に流体の一種である粉体や石灰等の微粉を含む粒体等を収容した容器を反転させて粉体や粒体等を投入する場合においても、概ね共通するものとなっていた。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体を収容した容器を反転させて流体を投入する装置の周辺環境の汚染を抑制できる流体投入装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する流体投入装置は、内部に流体を収容可能であって内部に収容した前記流体を反転時に外部へ流出可能とさせる開口部を有する容器を鉛直方向及び水平方向の双方と交差する一方向に移動させる移動機構部と、前記容器を水平方向に沿う軸線を中心にして反転させる反転機構部と、前記容器が前記一方向に移動し且つ前記軸線を中心にして反転するように前記移動機構部及び前記反転機構部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記容器が移動及び反転の少なくとも一方を開始してから双方を完了するまでの期間のうち、少なくとも前記容器の反転に伴い前記開口部からの前記流体の流出が始まる投入開始時から前記流体の流出が終わる投入完了時までの投入期間中における、前記移動機構部及び前記反転機構部による前記容器を前記一方向に移動させつつ前記軸線を中心にして反転させる制御内容を、前記容器に収容される前記流体に応じて変更可能である。

この構成によれば、容器の反転により投入される流体に応じて（例えば、容器内に収容されている流体の種類や量等に応じて）、その流体を別容器等の投入先に投入することによって発生する汚染要因（飛沫や粉塵等）が抑制されるように、移動機構部及び反転機構部の制御内容を変更可能である。そのため、カム溝等がワンパターンの態様で容器を移動及び反転させるのではなく、移動機構部及び反転機構部が自在に容器を移動させつつ反転させて容器内から流体を投入する場合において、容器に収容されている流体の特性を考慮した最適な投入態様での投入が可能となり、容易に周辺環境の汚染を抑制できる。

上記流体投入装置において、前記制御部は、前記投入期間中における前記容器の移動速度と反転速度が前記流体ごとに設定される速度となるように、前記移動機構部及び前記反転機構部を制御することが好ましい。

この構成によれば、例えば、流体が液体であって、その液体の特性上、その液体を収容した容器を投入時に所定の反転速度で反転させると、飛沫が周辺に勢い良く飛散してしまうような場合には、その容器の移動速度及び反転速度が遅くなるように設定すれば、投入時の飛沫の発生を好適に抑制できる。その一方、その液体の特性上、その液体を収容した容器を投入時に所定の反転速度で反転させると、容器の外側面に開口部から液だれが生じるような場合には、その容器の移動速度及び反転速度が速くなるように設定すれば、投入時の液だれの発生を好適に抑制できる。このように容器の移動速度と反転速度を調整するだけで、カム機構等のメカ的構成を用いずとも容易に周辺環境の汚染を抑制できる。

上記流体投入装置において、前記移動機構部は、前記一方向に沿って移動自在な移動体を有し、前記反転機構部は、前記移動体に対して前記軸線を中心にして回転自在に支持される回転体を有し、前記容器は、前記回転体に対して一体回転可能に保持されることが好ましい。

この構成によれば、移動体の移動速度及び回転体の回転速度をそれぞれ制御することにより、容器の移動速度、容器の反転速度、容器の反転開始タイミング及び反転完了タイミング等を自由自在に設定することが可能となるので、容器の反転により投入される流体に応じて、所望する様々な投入態様を実現できる。

上記流体投入装置において、前記制御部は、前記投入期間中における前記容器の前記開口部からの前記流体の流出位置が、水平方向には変位する一方で、鉛直方向には前記投入開始時における前記流出位置から変位しないように、前記移動機構部及び前記反転機構部を制御することが好ましい。

この構成によれば、投入期間中における容器の開口部からの流体の流出位置が鉛直方向において高くなりすぎることがないので、高い位置からの流体の投入によって発生する汚染要因（飛沫や粉塵等）を抑制でき、この点で周辺環境の汚染抑制に貢献できる。

上記流体投入装置において、前記制御部は、前記投入期間中における前記容器の前記開口部からの前記流体の流出位置が、鉛直方向には変位する一方で、水平方向には前記投入開始時における前記流出位置から変位しないように、前記移動機構部及び前記反転機構部を制御することが好ましい。

この構成によれば、投入期間中における容器の開口部からの流体の流出位置が水平方向においては大きく変動することがない。そのため、例えば流体が投入される別の容器等において流体を受け入れる開放口が小さい場合でも、その小さな開放口を介して別の容器等に、反転させた容器から流体を周辺にこぼすことなく投入できる。

上記流体投入装置において、前記制御部は、複数の前記流体ごとに予め設定された投入時の前記容器の移動速度及び反転速度に関する情報を含む投入態様情報を記憶する記憶部から、その投入時に前記容器に収容されている前記流体についての投入態様情報を読み出し、その読み出した投入態様情報に基づき前記移動機構部及び前記反転機構部を制御することが好ましい。

この構成によれば、容器の移動と反転を伴う流体の投入態様において、収容される流体の種類等に応じて最適と思われる投入態様に関する投入態様情報が予め記憶部に記憶されている。そのため、投入される流体の種類などに関する情報を制御指令情報として入力するようにすれば、その制御指令情報と記憶部に記憶されている投入態様情報とに基づく制御部の制御により、最適な投入態様で容器を移動及び反転させることができる。

本発明によれば、流体を収容した容器を反転させて流体を投入する装置の周辺環境の汚染を抑制できる。

実施形態の流体投入装置の概略構成を示す一部破断側面図。 流体投入装置の電気的構成を示すブロック図。 第１実施形態の流体投入装置での投入態様の初期状態を示す図。 同装置における投入態様で反転開始直前の状態を示す図。 同装置における投入態様で投入開始時の状態を示す図。 同装置における投入態様で反転及び投入が途中の状態を示す図。 同装置における投入態様で反転及び投入が完了の状態を示す図。 同装置における投入態様の初期から完了迄の変遷状態を示す図。 第２実施形態の流体投入装置での投入態様で投入開始時の状態を示す図。 同装置における投入態様で反転及び投入が途中の状態を示す図。 同装置における投入態様で反転及び投入が完了の状態を示す図。 同装置における投入態様の初期から完了迄の変遷状態を示す図。

＜第１実施形態＞
以下、流体投入装置の第１実施形態について図を参照して説明する。
図１に示すように、流体投入装置１１は、フロアＦに一部を埋設させた投入先の一例である有底筒状の受入器１２と、その受入器１２に投入する流体１３を内部に収容した有底筒状の容器１４を受入器１２の手前位置まで搬送する搬送部１５と、の間に配置されている。受入器１２は、相対的に大容量の器であり、その上端部には上向きに開放した開放口１６が形成されている。なお、受入器１２の上端部において開放口１６以外の部分は天板１２ａで覆われており、その天板１２ａには開放口１６を閉塞可能な蓋体２８がヒンジ部２９を介して開閉可能に取り付けられている。

一方、容器１４は、相対的に小容量の器であり、その上端部は容器１４の反転時に流体１３を外部へ放出可能とさせる円形の開口部１７に形成されている。また、搬送部１５は、受入器１２の上端部よりも高さが低い搬送台１８を有し、その搬送台１８の上面には複数の回転自在なローラ１９が容器１４の搬送方向（図１では左右方向）に並ぶように設けられている。

図１及び図２に示すように、流体投入装置１１は、容器１４を鉛直方向及び水平方向の双方と交差する一方向（図１では右斜め上方）に移動させる移動機構部２０と、容器１４を水平方向に沿う軸線（図１では紙面と直交する軸線）を中心にして反転させる反転機構部２１とを備えている。そして、受入器１２に対する流体１３の投入時、流体１３を収容した容器１４は、図１に実線で示す初期位置から二点鎖線で示す投入完了位置まで、移動機構部２０により移動させられつつ、反転機構部２１により反転させられる。

移動機構部２０は、長尺のケーシング２２と、そのケーシング２２に内装されたボールねじ機構及びサーボモーター等からなる駆動部（図示略）と、その駆動部の駆動に伴いケーシング２２の長手方向に沿って移動する移動体２３とを含む、所謂電動スライダにより構成されている。ケーシング２２は、その長手方向の一端（図１では左端)が搬送部１５における容器１４の搬送方向の下流端（図１では搬送台１８の右端付近）に位置する一方、その長手方向の他端（図１では右端)が受入器１２の開放口１６の直上付近に位置するように、斜状に配置されている。したがって、ケーシング２２の長手方向に沿って移動する移動体２３は、図１に白抜き矢印で示す斜め方向に沿って昇降移動する。

反転機構部２１は、移動機構部２０の移動体２３に対して軸方向がケーシング２２の長手方向と直交する水平方向に沿うように支持された回転軸２４と、その回転軸２４を駆動回転させるサーボモーター等からなる駆動部（図示略）と、その駆動部の駆動に伴い回転軸２４と一体回転するように回転軸２４に基端を支持されたアーム状の回転体２５を含んで構成されている。なお、アーム状の回転体２５の先端には、容器１４を吸着して保持可能な吸着パッド２６が設けられ、その吸着パッド２６に吸着力を生じさせるときに駆動される吸引ファン等の駆動部（図示略）と共に、容器１４を投入動作（移動及び反転）させるときに保持する保持機構部２７を構成している。

次に、この流体投入装置１１の電気的構成について説明する。
図２に示すように、流体投入装置１１は、流体１３を収容した容器１４を移動及び反転させて容器１４内から流体１３を受入器１２に自動投入させるために装置全体の稼動状態を制御するコントローラー３０を備えている。このコントローラー３０は、中央処理装置としての論理演算機能を有するＣＰＵ等からなる制御部３１、所定の情報を読み出し可能に記憶するＲＯＭ及び各種の情報を書き込み／読み出し可能に記憶するＲＡＭ等からなる記憶部３２を備えたデジタルコンピュータとして構成されている。

制御部３１は、インターフェース（図示略）を介して各種の情報が入力された場合に、容器１４を移動させる移動機構部２０及び容器１４を反転させる反転機構部２１を制御するために必要とされる各種の論理演算を行うと共に、その論理演算において使用される各種情報の読み出し及び書き込みを行う。また、記憶部３２には、流体投入装置１１の稼動状態を制御するために用いられる制御プログラム、及び、容器１４から受入器１２に流体１３を投入させる際における容器１４の移動及び反転について最適と想定される速度及び動作タイミング等を含む投入態様情報が記憶されている。

因みに、投入態様情報については、反転する容器１４から受入器１２に投入された場合における流体１３の跳ね返りや飛び散り（液体の場合は飛沫、粉体の場合は粉塵など）を抑制するのに最適と想定される速度及び動作タイミング等を含む投入態様情報が複数種類の流体１３ごとに予め設定されて記憶されている。例えば、流体１３の種類としては液体や粉体及び粒体等があり、それらの流体（液体、粉体、粒体）１３ごとに、その流体１３の特性を考慮した異なる投入態様情報が記憶されている。さらに、それらの流体（液体、粉体、粒体）１３が容器１４内に当該容器１４の反転前状態において収容されている量の多寡（例えば、容量の半分よりも多く収容されているか否か）により、同種類の流体（液体、粉体、粒体）１３であっても異なる投入態様情報が記憶されている。例えば、容器１４に収容されている流体１３の量が多い場合には、その量が少ない場合よりも、少なくとも移動及び回転の開始当初は相対的に容器１４の移動及び反転の速度が遅くなるように、流体（液体、粉体、粒体）１３ごとの投入態様情報が設定される。

また、流体１３が液体である場合には、その液体が高粘度の液体（例えば、油）の場合と低粘度の液体（例えば、水）の場合に区別して異なる投入態様情報が記憶されている。すなわち、反転前の容器１４に収容されている流体１３が液体であって且つ低粘度の液体である場合には、投入時における容器１４の反転速度が遅いと、傾いた容器１４の開口部１７から流出した液体が容器１４の外側面を伝って液だれを生じる虞がある。そのため、流体１３が低粘度の液体である場合には、高粘度の液体である場合に比して、容器１４の反転による流体（この場合、低粘度の液体）１３の投入開始から投入完了に至る迄の時間が短くなるように、その投入期間中の容器１４の移動及び反転の速度を速く設定した投入態様情報が記憶部３２に記憶されている。

一方、流体１３が粉体や粒体（以下、これらを総称して「粉粒体」ともいう。）である場合には、その粉粒体が反転した容器１４内から下方に位置する受入器１２に投入されたときに粉塵（粉煙）を生じ易いものであるか否かにより異なる投入態様情報が記憶されている。すなわち、粉粒体のうち、例えば塩などの粒体は、投入されたときに粉塵（粉煙）を生じることは殆どないが、例えば小麦粉などの粉体は、勢いよく投入されると粉塵（粉煙）を生じ易い。

そのため、流体１３が、投入時に粉塵（粉煙）を生じ易い粉粒体である場合には、粉塵（粉煙）を生じ難い粉粒体である場合に比して、容器１４の反転による流体（この場合、小麦粉等の粉体）１３の投入態様が穏やかなものとなるように、その投入期間中の容器１４の移動及び反転の速度を遅めに設定した投入態様情報が記憶部３２に記憶されている。なお、粉粒体のうち、例えば石灰等は、粉体というよりは粒体に近いが、微粉を含む粒体であり、受入器１２に投入されたときには石灰の粒が崩れて粉煙を生じるので、小麦粉等の粉体の場合と同様の投入態様情報が記憶部３２に記憶されている。

また、図２に示すように、コントローラー３０の制御部３１における入力側には、搬送部１５の搬送台１８上を搬送方向の上流側から下流側に搬送されてきた容器１４が下流端（搬送台１８の右端部）に到達したときに、その容器１４の存在を検出して容器検出信号を出力する光学的センサ等からなる容器センサ３３が接続されている。また同様に、コントローラー３０の制御部３１には、流体投入装置１１を使用するユーザーが各種の操作情報を入力する際に使用するタッチパネル方式の表示パネル３４が制御部３１と双方向通信可能に接続されている。すなわち、表示パネル３４には、流体１３を収容した容器１４を移動及び反転させて受入器１２に投入するときの投入態様を決定するための必要情報（制御指令情報）の入力画面や、その入力された情報に基づく制御部３１の制御内容が表示される。

一方、コントローラー３０の制御部３１における出力側には、移動機構部２０と反転機構部２１と保持機構部２７が各々の駆動ドライバー（図示略）を介して接続されている。そして、制御部３１は、容器センサ３３及び表示パネル３４からの入力情報（すなわち、制御指令信号）に基づき移動機構部２０と反転機構部２１と保持機構部２７を制御する機能部として、移動制御部３５と反転制御部３６と保持制御部３７を有している。また、制御部３１は、表示パネル３４の表示内容を制御する表示制御部３８を有すると共に、容器センサ３３及び表示パネル３４からの入力情報（制御指令信号）に基づき容器１４に収容されている流体１３の受入器１２に対する投入態様を決定する投入態様決定部３９を有している。

そこで次に、上記のように構成された第１実施形態の流体投入装置１１の作用について図３〜図８を参照しながら説明する。なお、前提として、投入される流体１３は低粘度の液体（例えば水）であり、その流体１３が容器１４内には図１に示すように八分目くらい収容されているものとする。

さて、図３に示すように、流体投入装置１１が投入態様の初期状態にある場合、移動機構部２０の移動体２３はケーシング２２の下端に近い初期位置で待機し、反転機構部２１のアーム状の回転体２５は先端の吸着パッド２６を容器１４の搬送方向の上流側に向けた水平な初期位置で待機する。この状態において、流体（水）１３を収容した容器１４が、搬送台１８上を搬送方向の上流側から下流側に搬送されて搬送台１８の右端部に到達すると、容器センサ３３が容器１４を検出して容器検出信号を出力する。

すると、コントローラー３０の制御部３１は、保持制御部３７が保持機構部２７に駆動信号を出力し、保持機構部２７の駆動部（吸引ファン）が駆動されると、吸着パッド２６が容器１４を吸着するため、容器１４は吸着パッド２６を介して回転体２５に対して一体回転可能に保持される。そして、ユーザーが表示パネル３４を介して入力した流体１３に関する入力情報（この場合は、流体１３が低粘度の液体（例えば水）であり、その流体１３が容器１４内に容量の半分以上収容されていることを示す情報）に基づき、投入態様決定部３９がその流体１３の投入態様を決定する。

すなわち、記憶部３２に記憶されている複数種類の流体１３ごとの投入態様情報のうちから、今回の投入対象の流体１３に合致する投入態様情報を読み出し、その読み出した投入態様情報に基づき移動機構部２０及び反転機構部２１に対する制御内容を決定する。具体的には、移動機構部２０の移動体２３の移動速度と移動の開始及び終了のタイミング、並びに、反転機構部２１の回転軸２４に支持された回転体２５の回転速度と回転の開始及び終了のタイミングが、投入対象の流体（低粘度で容量半分以上の水）１３の投入時に汚染要因（飛沫等）を抑制するのに最適と想定される速度及びタイミングに決定される。

そして、移動制御部３５と反転制御部３６が、決定された制御内容に基づき移動機構部２０と反転機構部２１を制御する。すると、移動体２３が、決定された移動速度での初期位置から斜め上方に向けた移動を決定された開始タイミングで開始する。そして、移動体２３が図３に示す初期位置から図４に示す位置まで移動すると、決定された回転の開始タイミングになるため、次には、回転体２５が回転軸２４と共に、その時点から決定された回転速度での反転方向（図３等において時計方向）への回転を開始する。なお、容器１４は、この時点から反転し始めるが、まだ暫くの間は反転角度も小さいため、容器１４の開口部１７から流体１３が外部に流出することはない。

そして、図４に示す状態から図５に示す状態になると、反転する容器１４の開口部１７の周縁のうち最も下端に位置する下端縁が受入器１２の開放口１６の上方まで至り、その時点での反転角度から更に反転方向（時計方向）へ反転すると、その下端縁から下方の受入器１２内への流体１３の投入を開始する。この点で、図５は反転する容器１４からの流体１３の投入開始時の状態を示しており、その時点での容器１４の開口部１７の下端縁は容器１４内から流体１３を流出させる流出位置Ｓとなる。以下、反転した容器１４の開口部１７の周縁のうち最も下端に位置する下端縁は、容器１４内から流体１３を流出させる流出位置Ｓを示すものとする。

また、図５に示す投入開始時において、反転した容器１４の開口部１７における下端縁（流出位置Ｓ）の鉛直方向の高さ位置は、受入器１２への流体（水）１３の投入時に発生する飛沫等の抑制に最適な高さ位置として決定された一定高さ位置Ｈに設定されている。すなわち、この一定高さ位置Ｈにおいて、反転した容器１４の開口部１７の下端縁（流出位置Ｓ）が受入器１２の開放口１６の上方で投入開始の直前状態となるように、制御部３１の投入態様決定部３９は、移動機構部２０及び反転機構部２１に対する制御内容（移動速度、回転速度など）を決定する。

そして、図５に示す状態から移動体２３が更に移動すると共に回転体２５が更に回転して図６に示す状態になると、容器１４は開口部１７が横向きの状態となり、容器１４内の流体１３はその大半が受入器１２に投入される。因みに、流体１３が高粘度の液体（例えば油）である場合は、このような図６に示す状態になっても、容器１４内からの流体（この場合は油）の流出量は、流体１３が低粘度の液体（例えば水）である場合ほどは進まない。

この図６に示す状態は、容器１４が反転途中（反転開始と反転完了の中間）の状態であることを示しており、この時点においても、反転した容器１４の開口部１７における下端縁（流出位置Ｓ）の鉛直方向の高さ位置は、図５に示した投入開始時の位置と同様に、飛沫等の抑制に最適な高さ位置として決定された一定高さ位置Ｈに位置している。つまり、移動体２３の移動により容器１４は図５に示す位置よりも全体として水平方向に変位するが、回転体２５が更に回転して容器１４を反転させるので、流体１３の流出位置Ｓは、鉛直方向において図５に示す投入開始時の位置を維持することになり、投入期間中に最適な一定高さ位置Ｈよりも高くなる方向へ変位することはない。

そして、図６に示す状態から移動体２３が更に移動すると共に回転体２５が更に回転して図７に示す状態になると、容器１４は開口部１７がほぼ下向きの状態となり、容器１４内の流体１３はその殆ど全てが受入器１２に投入される。この図７に示す状態は、容器１４が反転を完了し流体１３の投入を完了させた状態であることを示しており、この時点においても、反転した容器１４の開口部１７における下端縁（流出位置Ｓ）の鉛直方向の高さ位置は、図５及び図６における位置、すなわち、飛沫等の抑制に最適な高さ位置として決定された一定高さ位置Ｈに位置している。つまり、移動体２３の移動により容器１４は図６に示す位置よりも全体として水平方向に変位するが、回転体２５が更に回転して容器１４を反転させるので、流体１３の流出位置Ｓは、鉛直方向において図５及び図６に示す位置を維持することになり、投入期間中に最適な一定高さ位置Ｈよりも高くなる方向へ変位することはない。

以上をまとめると、図８に示すように、この第１実施形態では、容器１４が図３の初期位置から図４の反転開始位置までは反転することなく斜め上方に移動させられ、その後、図５に示す投入開始位置まで反転しつつ移動させられると、飛沫等の抑制に最適な一定高さ位置Ｈから下方の受入器１２に向けて流体１３の投入が開始される。なお、この場合の一定高さ位置Ｈについては、流体１３が低粘度の液体（水）であると、上方から投入したときに受入器１２内からの跳ね返りも想定されるため、可能な限り低い位置となるように制御部３１の投入態様決定部３９により決定される。

また、図５に示す投入開始位置での容器１４の開口部１７における下端縁の位置を流出位置Ｓ１とすると、その後更に移動体２３が移動すると共に回転体２５が回転して図６に示す反転途中状態になったときの開口部１７における下端縁の位置は、流出位置Ｓ１よりは水平方向に変位しているが鉛直方向には変位していない流出位置Ｓ２となる。そして、その状態から更に移動体２３が移動すると共に回転体２５が回転して図７に示す反転完了状態になったときの容器１４の開口部１７における下端縁の位置は、再び流出位置Ｓ１に戻る。なお、このとき容器１４の開口部１７における下端縁の位置は、流出位置Ｓ２から流出位置Ｓ１まで戻るのではなく、容器１４の寸法の都合で流出位置Ｓ２と流出位置Ｓ１との間となる位置など他の位置に戻ることもあり得る。

上記説明した第１実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）容器１４の反転により投入される流体１３の種類や容器１４内に収容されている流体１３の量等に応じて、その流体１３を受入器１２に投入することで発生する汚染要因（飛沫や粉塵等）が抑制されるように、移動機構部２０及び反転機構部２１の制御内容を制御部３１の投入態様決定部３９において変更可能である。そのため、カム溝等がワンパターンの態様で容器１４を移動及び反転させるのではなく、移動機構部２０及び反転機構部２１が自在に容器１４を移動させつつ反転させて容器１４内から流体１３を投入する場合において、容器１４に収容されている流体１３の特性を考慮した最適な投入態様での投入が可能となる。したがって、容易に流体投入装置１１の周辺環境の汚染を抑制できる。

（２）流体１３が液体であって、その液体の特性上、その液体を収容した容器１４を投入時に所定の反転速度で反転させると、飛沫が周辺に勢い良く飛散してしまう虞がある低粘度の液体（例えば水）である場合には、その容器１４の移動速度及び反転速度が遅くなるように設定することで、投入時の飛沫の発生を好適に抑制できる。

（３）また、流体１３が、容器１４を投入時に遅い反転速度で反転させると、容器１４の外側面に開口部１７から液だれが生じる虞のある低粘度の液体（例えば水）である場合には、その容器１４の移動速度及び反転速度が速くなるように設定することで、投入時の液だれの発生を好適に抑制できる。

（４）制御部３１による移動機構部２０と反転機構部２１の制御内容を変更して、投入時に移動させられつつ反転させられる容器１４の移動速度と反転速度を調整するだけで、投入時の飛沫等の発生を抑制できるので、カム機構等のメカ的構成を用いずとも容易に周辺環境の汚染を抑制できる。

（５）移動体２３の移動速度及び回転体２５の回転速度をそれぞれ制御することにより、容器１４の移動速度、容器１４の反転速度、容器１４の反転開始タイミング及び反転完了タイミング等を自由自在に設定することが可能となるので、容器１４の反転により投入される流体１３に応じて、所望する様々な投入態様を実現できる。

（６）投入期間中における容器１４の開口部１７からの流体１３の流出位置Ｓが鉛直方向において高くなりすぎることがないので、高い位置からの流体１３の投入によって発生する汚染要因（飛沫や粉塵等）を抑制でき、この点で流体投入装置１１の周辺環境の汚染抑制に貢献できる。

（７）容器１４の移動と反転を伴う流体１３の投入態様において、収容される流体１３の種類等に応じて最適と想定される投入態様に関する投入態様情報が予め記憶部３２に記憶されている。そのため、投入される流体１３の種類などに関する情報を制御指令情報として表示パネル３４から入力するようにすれば、その制御指令情報と記憶部３２に記憶されている投入態様情報とに基づく制御部３１の制御により、最適な投入態様で容器１４を移動及び反転させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の流体投入装置１１について説明する。
なお、第２実施形態は、容器１４から流体１３を投入される受入器１２の形態、投入対象とされる流体１３の種類、及び制御部３１による制御内容において、第１実施形態とは構成が相違しており、その他は同様の構成である。したがって、以下では第１実施形態と相違する点について主に説明し、同様の構成は同一符号を付すことにして重複説明は省略する。

図９に示すように、第２実施形態における受入器１２は、有底の筒状をなしているが、その上端部は天板１２ａにより閉塞され、その天板１２ａの一部に小さな開放口１６ａが形成されている。また、反転する容器１４から受入器１２に投入される流体１３は石灰等の粉粒体、つまり、投入時に粉塵（粉煙）を発生する虞のある微粉を含む粉粒体である。すなわち、このような粉粒体の流体１３が投入される受入器１２の上端部が第１実施形態の受入器１２のような大きな開放口１６であると、その大きな開放口１６を介して受入器１２の内部から粉塵（粉煙）が飛散して周辺環境を汚染する虞がある。そのため、本実施形態の受入器１２の開放口１６ａは第１実施形態の受入器１２の開放口１６よりも小さく形成されているのである。

以下、反転する容器１４から小さな開放口１６ａを有する受入器１２内に上方から微粉を含む粉粒体の流体１３を投入する際の作用について、図面を参照しながら説明する。
さて、微粉を含んだ粉粒体の流体１３を収容した容器１４は、吸着パッド２６を介してアーム状の回転体２５に保持された状態において図１に示す初期位置から移動機構部２０及び反転機構部２１により移動及び反転させられて図９に示す状態になると、反転する容器１４の開口部１７の下端縁が受入器１２の開放口１６ａの上方まで至る。そして、その時点での反転角度から更に反転方向（時計方向）へ反転すると、その下端縁から下方の受入器１２内への開放口１６ａを介した流体１３の投入を開始する。すなわち、この時点以降における容器１４の開口部１７の周縁のうち最も下端に位置する下端縁は、容器１４内から流体１３を流出させる流出位置Ｓとなる。

また、図９に示す投入開始時において、反転した容器１４の開口部１７における下端縁（流出位置Ｓ）の水平方向の位置は、小さな開放口１６ａを介した受入器１２内への流体１３の投入に最適な水平方向の位置として決定された一定位置Ｐに設定されている。すなわち、この一定位置Ｐにおいて、反転した容器１４の開口部１７の下端縁（流出位置Ｓ）が受入器１２の小さな開放口１６ａの上方で投入開始の直前状態となるように、制御部３１の投入態様決定部３９は、移動機構部２０及び反転機構部２１に対する制御内容（移動速度、回転速度など）を決定する。そして、図９に示す状態から移動体２３が更に移動すると共に回転体２５が更に回転して図１０に示す状態になると、容器１４は開口部１７が横向きの状態となり、受入器１２内への小さな開放口１６ａを介した流体１３の投入を継続して行う。

図１０に示すように、容器１４が反転の途中状態の時にも、反転した容器１４の開口部１７における下端縁（流出位置Ｓ）の水平方向の位置は、図９に示した投入開始時の位置と同様に、受入器１２の小さな開放口１６ａに対する流体１３の投入に最適な水平方向の位置として決定された一定位置Ｐに位置している。つまり、移動体２３の移動により容器１４は図９に示す位置よりも全体として鉛直上方に変位するが、回転体２５が更に回転して容器１４を反転させるので、流体１３の流出位置Ｓは、鉛直下方に下がり、水平方向には図９に示す投入開始時の位置を維持することになり、投入期間中に最適な一定位置Ｐから水平方向において位置ずれすることはない。

そして、図１０に示す状態から移動体２３が更に移動すると共に回転体２５が更に回転して図１１に示す状態になると、容器１４は開口部１７がほぼ下向きの状態となり、容器１４内の流体１３はその殆ど全てが受入器１２に投入される。この図１１に示す状態は、容器１４が反転を完了し流体１３の投入を完了させた状態であることを示しており、この時点においても、反転した容器１４の開口部１７における下端縁（流出位置Ｓ）の水平方向の位置は、図９及び図１０における位置、すなわち、受入器１２の小さな開放口１６ａに流体１３を投入するのに最適な水平方向の位置として決定された一定位置Ｐに位置している。つまり、移動体２３の移動により容器１４は図１０に示す位置よりも全体として鉛直上方に変位するが、回転体２５が更に回転して容器１４を反転させるので、流体１３の流出位置Ｓは、水平方向において図９及び図１０に示す位置を維持することになり、投入期間中に最適な一定位置Ｐから水平方向において位置ずれすることはない。

以上をまとめると、図１２に示すように、この第２実施形態では、容器１４が初期位置から反転開始位置までは反転することなく斜め上方に移動させられ、その後、図９に示す投入開始位置まで反転しつつ移動させられると、小さな開放口１６ａに対する流体１３の投入に最適な一定位置Ｐから下方の受入器１２に向けて流体１３の投入が開始される。

また、図９に示す投入開始位置での容器１４の開口部１７における下端縁の位置を流出位置Ｓ１とすると、その後更に移動体２３が移動すると共に回転体２５が回転して図１０に示す反転途中状態になったときの開口部１７における下端縁の位置は、流出位置Ｓ１よりは鉛直下方に変位しているが水平方向には変位していない流出位置Ｓ２となる。そして、その状態から更に移動体２３が移動すると共に回転体２５が回転して図１１に示す反転完了状態になったときの容器１４の開口部１７における下端縁の位置は、流出位置Ｓ２から再び流出位置Ｓ１の方向に少し戻った流出位置Ｓ３となる。

このように、第２実施形態で反転する容器１４の開口部１７の下端縁で構成される流体１３の流出位置Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、投入開始時の流出位置Ｓ１が鉛直方向で最も高く、その後の反転途中の流出位置Ｓ２が最も低く、最後の反転完了時の流出位置Ｓ３が中間の高さとなる。したがって、流体１３が微粉を含む石灰等の粉粒体や小麦粉等の粉体である場合は、上方から投入したときに受入器１２内から粉塵（粉煙）の飛散等も想定されるため、投入開始時の流出位置Ｓ１が可能な限り低い位置となるように、制御部３１の投入態様決定部３９により投入態様情報が決定される。

上記説明した第２実施形態によれば、第１実施形態における上記（１）、（４）〜（７）に示す効果に加えて更に以下のような効果を得ることができる。
（８）投入期間中における容器１４の開口部１７からの流体１３の流出位置Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）が水平方向においては大きく変動することがない。そのため、流体１３が投入される受入器１２において流体１３を受け入れる開放口１６ａが小さい場合でも、その小さな開放口１６ａを介して受入器１２に、反転させた容器１４から流体１３を周辺にこぼすことなく投入できる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・流体１３ごとの投入態様情報は、予め記憶部３２に記憶させるのではなく、投入作業を行う毎に、表示パネル３４等の操作部からユーザーが、そのときに投入する流体１３に適した容器１４の移動速度や回転速度等に関する情報を制御指令情報として入力するようにしてもよい。また、投入態様情報には、流体１３ごとに設定される少なくとも移動速度と反転速度に関する情報が含まれていればよい。

・容器１４を移動させる移動機構部２０は、ボールねじ機構を利用した電動スライダに限らず、往復移動するベルト機構やチェーン機構を利用した電動スライダでもよく、あるいは、移動体２３を支持したロッドが伸縮動作する電動シリンダや、移動体２３を支持して往復移動するチェーン機構で代替してもよい。要するに、反転させる容器１４を斜め方向に直線的に移動させる機能を有するものであればよい。

・容器１４は、移動機構部２０及び反転機構部２１によって斜め上方に移動しつつ反転させられる構成に限らず、斜め下方に移動しつつ反転させられる構成でもよい。
・反転機構部２１は、先端に吸着パッド２６が設けられたアーム状の回転体２５を揺動するように回転させる構成に限らず、容器１４を両側から挟んで保持するクランプ機構を反転方向に回転させる構成でもよい。

・反転機構部２１は、容器１４を反転開始から反転完了まで連続状態で反転させる構成に限らず、一定角度反転させてから逆方向に少し反転戻しさせ、再び同様の反転及び少しの反転戻しを繰り返す投入態様（つまり、少しずつ流体１３を注ぎ足す投入態様）でもよい。

・容器１４は上側が開口部１７とされた有底筒状の容器１４に限らず、反転時に内部から流体１３を流出させて外部の受入器１２に投入可能とさせる開口部１７を有する容器１４であれば、例えば徳利のように細い首の先に小さな開口部１７を有する形状の容器１４等でもよい。

・制御部３１は、反転する容器１４の開口部１７から流体１３が流出し始める投入開始時までは流体１３の種類が違っても一律の制御内容で、投入開始時から投入完了までの投入期間中だけを流体１３に応じた制御内容に変更して移動機構部２０や反転機構部２１を制御してもよい。

・移動機構部２０及び反転機構部２１による容器１４の移動と反転は、移動開始が先で移動途中から反転開始する構成に限らず、反転開始が先で反転途中から移動開始してもよく、又は移動と反転を同時に開始させてもよい。要するに、投入開始時から投入完了時までの間の容器１４が移動しつつ反転することによる流体１３の投入態様が制御されればよい。

１１…流体投入装置、１３…流体、１４…容器、１７…開口部、２０…移動機構部、２１…反転機構部、２３…移動体、２５…回転体、３１…制御部、３２…記憶部、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…流出位置。

Claims (5)

1. 内部に流体を収容可能であって内部に収容した前記流体を反転時に外部へ流出可能とさせる開口部を有する容器を鉛直方向及び水平方向の双方と交差する一方向に移動させる移動機構部と、
   前記容器を水平方向に沿う軸線を中心にして反転させる反転機構部と、
   前記容器が前記一方向に移動し且つ前記軸線を中心にして反転するように前記移動機構部及び前記反転機構部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記容器が移動及び反転の少なくとも一方を開始してから双方を完了するまでの期間のうち、少なくとも前記容器の反転に伴い前記開口部からの前記流体の流出が始まる投入開始時から前記流体の流出が終わる投入完了時までの投入期間中における、前記移動機構部及び前記反転機構部による前記容器を前記一方向に移動させつつ前記軸線を中心にして反転させる制御内容を、前記容器に収容される前記流体に応じて変更可能であり、
   前記制御部は、前記投入期間中における前記容器の前記開口部からの前記流体の流出位置が、水平方向には変位する一方で、鉛直方向には前記投入開始時における前記流出位置から変位しないように、前記移動機構部及び前記反転機構部を制御することを特徴とする流体投入装置。
2. 内部に流体を収容可能であって内部に収容した前記流体を反転時に外部へ流出可能とさせる開口部を有する容器を鉛直方向及び水平方向の双方と交差する一方向に移動させる移動機構部と、
   前記容器を水平方向に沿う軸線を中心にして反転させる反転機構部と、
   前記容器が前記一方向に移動し且つ前記軸線を中心にして反転するように前記移動機構部及び前記反転機構部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記容器が移動及び反転の少なくとも一方を開始してから双方を完了するまでの期間のうち、少なくとも前記容器の反転に伴い前記開口部からの前記流体の流出が始まる投入開始時から前記流体の流出が終わる投入完了時までの投入期間中における、前記移動機構部及び前記反転機構部による前記容器を前記一方向に移動させつつ前記軸線を中心にして反転させる制御内容を、前記容器に収容される前記流体に応じて変更可能であり、
   前記制御部は、前記投入期間中における前記容器の前記開口部からの前記流体の流出位置が、鉛直方向には変位する一方で、水平方向には前記投入開始時における前記流出位置から変位しないように、前記移動機構部及び前記反転機構部を制御することを特徴とする流体投入装置。
3. 前記制御部は、前記投入期間中における前記容器の移動速度と反転速度が前記流体ごとに設定される速度となるように、前記移動機構部及び前記反転機構部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体投入装置。
4. 前記移動機構部は、前記一方向に沿って移動自在な移動体を有し、前記反転機構部は、前記移動体に対して前記軸線を中心にして回転自在に支持される回転体を有し、前記容器は、前記回転体に対して一体回転可能に保持されることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の流体投入装置。
5. 前記制御部は、複数の前記流体ごとに予め設定された投入時の前記容器の移動速度及び反転速度に関する情報を含む投入態様情報を記憶する記憶部から、その投入時に前記容器に収容されている前記流体についての投入態様情報を読み出し、その読み出した投入態様情報に基づき前記移動機構部及び前記反転機構部を制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の流体投入装置。

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