JP4246307B2

JP4246307B2 - 配管接続切換装置

Info

Publication number: JP4246307B2
Application number: JP35425098A
Authority: JP
Inventors: 一巳島; 修奥田; 久川田; 久夫渡辺; 晴樹福井; 雅章中井; 岩本　　浩; 真典岡田
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2018-12-14
Also published as: JP2000179799A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
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の配管群及び第２配管群の間の接続形態を自動的に切り換えるための配管接続切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品や薬品等の分野では、複数の原料を混合或いは調合することによって、別の材料、中間製品或いは最終製品を生産することが多い。この混合或いは調合の変更に対応するために用いられるのが、複数の配管を含む第１の配管群及び第２配管群の間の接続形態を自動的に切り換える配管接続切換装置である。この配管接続切換装置の第１配管群の各配管は、各原料の供給源側の原料槽等に接続され、第２配管群の各配管は、供給先側の調合槽或いは混合槽に接続される。
【０００３】
このような配管接続切換装置として、特開平１０−９５００号公報に開示のものが知られている。これは、第１配管群の第１配管接続部を固定側とし、第２配管群の第２配管接続部を移動側とし、固定側の第１配管接続部の軸芯を上向きにして同じ高さになるように一直線に並べて配置し、移動側の第２配管接続部を上向きにして同じ高さになるように前記一直線と平行に並べて配置するとともに、前記平行な方向に移動させる移動手段を備え、移動側の第２配管接続部を、接続すべき固定側の第１配管接続部に対して、前記一直線に直交するように位置させたとき、前記第１配管接続部と前記第２配管接続部との間を連絡する渡し配管を備え、この渡し配管を移動側の前記第２配管接続部の移動方向に移動させる配管移動手段とを備える構成である。第１配管接続部と第２配管接続部の一方だけが移動側となるため、移動のための機器構成が簡単になる。
【０００４】
この配管接続切換装置において、固定側の第１配管接続部と移動側の第２配管接続部を切り換える場合、前記配管移動手段を用いて切換対象の渡し配管を外し、移動手段を用いて移動側の第２配管接続部を所定の第１配管接続部に対応する位置に移動させ、前記配管移動手段を用いて前記渡し配管を移動させることにより、所望の切換が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の配管接続切換装置では、移動側の第２配管接続部及び固定側の第１配管接続部の接続具は、全ての軸線を垂直方向に向けて配置されており、これらの配管接続部をＵ字型の渡し配管で接続する構成になっている。
【０００６】
このような構成の配管接続切換装置では、流体が切換装置の内部を流れる際に、一旦上方に流れた後、下方に流れていくことになるので、配管の立ち上がり部分や立ち下がり部分が長く、屈曲箇所も多いため、切換時に内部流体が残留する可能性が高い。そのため、内部に残留した流体が腐敗したり、切換時の洗浄に時間が掛かったりするという問題点があった。また、配管の立ち上がり部分や立ち下がり部分が長い分だけ、装置の高さが高くなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、装置内の配管の屈曲箇所を少なくし、配管内に流体が残りにくく、装置高さも低くできる配管接続切換装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するための本発明のうち請求項１記載の発明は、流体の供給源側が接続自在であり、ほぼ水平な第１平面内に軸芯が並設されるように固定的に列設された複数の第１継手と、流体の供給先側が接続自在であり、前記第１平面内の下方に位置するほぼ水平な第２平面内に軸芯が並設され且つ軸方向移動可能に列設された複数の第２継手と、前記第１継手と同軸で列設され、前記第１継手に着脱される第１接続部を一端に有し、前記第２継手に着脱される第２接続部を有する複数の渡し配管と、前記渡し配管の前記第１継手への接続関係を変更するため、前記渡し配管の接続位置を交換するための交換手段と、前記第２継手と前記第１継手との接続関係を変更するため、前記第２継手を軸方向に移動させる第１移動手段と、を備えてなる配管接続切換装置である。
【０００９】
固定的に列設された複数の第１継手に対して、軸方向移動可能に列設された複数の第２継手を個別に移動させると、第１継手に対する第２継手の接続関係が変更される。変更された接続関係に対応させるため、渡し配管を交換手段で交換すると、切換が完了する。この第１継手と第２継手は、ほぼ水平な第１平面とこの第１平面の下方のほぼ水平な第２平面とに配設されているため、流体は第１平面から第２平面へと立ち上がり部分がなく、上から下へと流れる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、流体の供給源側が接続自在であり、ほぼ水平な第１平面内に軸芯が並設されるように固定的に列設された複数の第１継手と、流体の供給先側が接続自在であり、前記第１平面内の下方に位置するほぼ水平な第２平面内に軸芯が並設され且つ軸方向移動可能に列設された複数の第２継手と、前記第１継手と同軸で列設され、前記第１継手に着脱される第１接続部を一端に有し、前記第２継手に着脱される第２接続部を有する複数の渡し配管と、前記渡し配管の前記第１継手への接続関係を変更するため、前記渡し配管の接続位置を交換するための交換手段と、前記第２継手と前記第１継手との接続関係を変更すること、前記第２接続部へ着脱させること用に、前記第２継手を軸方向に移動させる第１移動手段と、前記渡し配管を軸方向に移動させ、前記第１接続具に着脱させる第２移動手段と、を備えてなる配管接続切換装置である。
【００１１】
第１継手及び第２継手が、軸方向移動で着脱する形式を採用している。そのため、第１移動手段により元々軸方向移動可能な第２継手に対しては、第１移動手段が接続関係の変更と継手の着脱を兼用し、固定的な第１継手に対しては、着脱のための別途の第２移動手段が設けられ、これら第１移動手段と第２移動手段の作動が請求項１の作動に対して付加される。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記渡し配管は、前記第１継手と同軸方向の主配管部と、前記主配管部の一端の前記第１接続部と、前記主配管部から下方に向かう下がり部と、前記下がり部から前記第２継手と同軸方向に向いた前記第２接続部とからなる請求項１又は２記載の配管接続切換装置である。
【００１３】
渡し配管についても、第１継手即ちほぼ水平な第１平面にある主配管部から、下方への下がり部を経て、第２継手即ちほぼ水平な第２平面にある第２接続部へと、流体が上から下へと流れる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記第２継手は、可撓性ホースを介して被供給側が接続され、前記可撓性ホースはほぼ水平な面内で湾曲可能に配設されている請求項１又は２記載の配管接続切換装置である。
【００１５】
流体は、ほぼ水平な面内で湾曲可能に配設可撓性ホース内を高低差なく、流れる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記第１移動手段は、複数の前記第２継手に対して共通に設けられ、前記第２継手の各々に選択的に係合する係合部を有する請求項１又は２記載の配管接続切換装置である。
【００１７】
複数の第２継手のうちから選択されたものに対して係合部を係合させ、選択された第２継手を共通の第１移動手段で移動させる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、前記第２移動手段は、前記交換手段に設けられている請求項２記載の配管接続切換装置である。
【００１９】
交換手段は、渡し配管をチャックして把持する機能を有するため、チャックされた渡し配管を軸方向に移動させる機能を付加すると、継手の軸方向移動による着脱が行える。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の配管接続切換装置１の上面図であり、図２は、図１のＡ方向から見た配管接続切換装置１の側面図である。
【００２１】
配管接続切換装置１は、支持枠組１１を備える。支持枠組１１は、４本の縦支柱１２と、縦支柱１２の間に掛け渡された第１横支柱１３・第２横支柱１４・第３横支柱１５・第４横支柱１６と、を備えてなる。
【００２２】
第１横支柱１３は、縦支柱１２の下から１番目に位置し（図２参照）、図１のＹ方向に延在するように一対が設けられている。この第１横支柱１３には、第１移動手段６が搭載される。
【００２３】
第２横支柱１４は、縦支柱１２の下から２番目に位置し（図２参照）、図１のＸ方向に延在するように一対が設けられている。この第２横支柱１４には、第２継手３のレール１９が架設される。
【００２４】
第３横支柱１５は、縦支柱１２の下から３番目に位置し（図２参照）、図１のＹ方向に延在するように一対が設けられている。この第３横支柱１５の各々に、第１継手２用の支持台１７と、渡し配管４用の支持台１８が取り付けられる。
【００２５】
第４横支柱１６は、縦支柱１２の下から４番目に位置し（図２参照）、図１のＹ方向に延在するように一対が設けられている。この第４横支柱１６には、交換手段５が搭載される。
【００２６】
第１継手２は、支持台１７の上に、Ｙ方向から見て一直線になるようにボルト等で固定的に列設されている。図示例では、７個の第１継手２が列設され、渡し配管４の仮置用のスペースを隔てて、更に予備の第１継手を列設できるスペースが確保されている。第１継手２の各々の軸芯は、図示のＸ−Ｙ平面のＸ方向に指向しており、Ｙ方向に所定間隔ｐ１を隔てて並べられている。そして、この第１継手２の軸芯は、全体として、図示のＸ−Ｙ平面で高さＨ１（図２参照）のレベルにあるほぼ水平な第１平面２１に並設されている。ここで、ほぼ水平とは、流体の抜き勾配程度の傾斜が許容されるということである。
【００２７】
第２継手３は、第２横支柱１４の上に架設されＹ方向に延在するレール１９の上に、その軸方向に向かって移動可能に設けられている。図示例では、７組のレール１９が、Ｘ方向に所定間隔ｐ２を隔てて並設され、このレール１９の上を７個の第２継手３が移動可能に設けられている。これらに加えて予備のレール１９が、７組のレール１９の横に並設され、予備の第２継手３が移動可能に設けられている。第２継手３の各々の軸芯は、図示のＸ−Ｙ平面のＹ方向に指向しており、Ｙ方向に所定間隔ｐ２を隔てて並べられている。そして、この第２継手３の軸芯は、全体として、図示のＸ−Ｙ平面で高さＨ２（図２参照）のレベルにあって、第１平面２１から高さｈ１だけ下がったほぼ水平な第２平面２２に並設されている。ここで、ほぼ水平とは、流体の抜き勾配程度の傾斜が許容されるということである。
【００２８】
渡し配管４は、第１継手２と同軸方向の主配管部２５と、主配管部２５の一端の第１接続部２６と、主配管部２５から下方に向かう下がり部２７（図２参照）と、下がり部２７から第２継手３と同軸方向に向いた短管部２８及び第２接続部２９と、主配管部２５からの延長管部３０と、からなる。主配管部２５の長さは、第１継手２から第２継手３に至る距離に応じた７種類がある。延長管部３０は、流体が流れ込まないように蓋された盲配管であって、端が支持台１８に載る長さを有している。この渡し配管４は、第１継手２からの流体を、第１接続部２６、主配管部２５、下がり部２７、短管部２８を経て第２継手３に至らせる渡し機能を有する。なお、下がり部２７は垂直下方に向かうもの以外に、斜め下方に向かうものであってもよい。
【００２９】
図２において、渡し配管４に対する交換手段５は、クレーン台３１と、昇降台３２と、一対のチャック手段３３とを有する。クレーン台３１は、第４横支柱１６に取り付けられたレール３４に沿って走行自在であり、第４横支柱１６に取り付けられたラック３５にかみ合うピニオン３６を駆動するモータ３７によって、図１のＸ１〜Ｘ７・仮置位置・予備位置のいずれかの真上まで走行駆動される。昇降台３２は、クレーン台３１から垂下されたレール３８に沿って上下動自在であり、シリンダ手段３９によって昇降駆動される。チャック手段３３は、渡し配管４を長手方向の２か所で把持したり、把持した渡し配管４を解放できる開閉自在な一つのチャックを有するものである。
【００３０】
図２において、第２継手３に対する第１移動手段６は、クレーン台４１と、係合部４２とを有する。クレーン台４１は、第１横支柱１３に取り付けられたレール４４に沿って走行自在であり、第１横支柱１３に取り付けられたラック４５にかみ合うピニオン４６を駆動するモータ４７によって、図１の各第２継手３のいずれかの真下まで走行駆動される。係合部４２は、クレーン台４１の上に第２継手３の列設ピッチｐ２と同じピッチで、第２継手３と同じ数だけ一列に列設されたシリンダ装置４２である。各シリンダ装置４２は、各第２継手３の走行部４８の穴４９に係合可能なピストン棒４２ａを有し、いずれかが選択されて伸縮駆動される。例えば、図１において、Ｙ７ラインにある第２継手３の真下までクレーン台４１を走行させ、シリンダ装置４２のピストン棒４２ａを伸ばして穴４９と係合させると、第２継手３だけをＸ６〜Ｘ１に対応する所望位置まで移動させることができる。
【００３１】
交換手段５は、渡し配管４を軸方向に移動させる第２移動手段７を更に有している。この第２移動手段７は、連結棒５１とシリンダ装置５２とを有している。連結棒５１は、一対のチャック手段３３を連結し、これらを昇降台３２に沿った方向（Ｘ方向）に移動可能とするものである。シリンダ５２手段のピストン棒は、一対のチャック手段３３の一方に接続され、一対のチャック手段３３をＸ方向前後に駆動する。
【００３２】
可撓性ホース８は、第２継手３と供給先側とを接続し、接続状態の第２継手３の移動を可能とする。可撓性ホース８は、ほぼ水平なホースの滑り面を有する架台５６の上に載せられ、第２平面から所定距離ｈ２又はｈ３だけ下がったほぼ水平な第３平面２３又は第４平面２４で湾曲可能に配設されている。ここで、ほぼ水平とは、流体の抜き勾配程度の傾斜が許容されるということである。
【００３３】
前記第１継手２と前記第１接続部２６との対及び前記第２継手３と前記第２接続部２９との対とは同じ形状のものが使用されており、これらの対からなる配管接続部１００の構造例を図３により説明する。図３では、第１継手２及び第２継手３を継手１０１で表示し、第１接続部２６と第２接続部２９を接続部１０２で表示する。
【００３４】
継手１０１は、両端にかけて連通された管形状に形成されており、継手１０１における他端側（接続部１０２側とは反対側）の端面には、図示しないＯリング等のシール部材を嵌合させる第１嵌合溝１０１ａが環状に形成されている。また、継手１０１は、他端側から一端側にかけて連結溝１０１ｂと第１摺動面部１０１ｃと第２摺動面部１０１ｄと環状の突出部１０１ｅとをこの順に有している。連結溝１０１ｂは、継手１０１の外周面の全体に条設されており、継手１０１の他端側の端面に当接される配管を連結する図示しない連結具が嵌合されるようになっている。
【００３５】
また、第１摺動面部１０１ｃおよび第２摺動面部１０１ｄは、継手１０１の外周面を鏡面状態に加工することにより形成されている。第１摺動面部１０１ｃは、第２摺動面部１０１ｄとの境界部分に段部１０１ｆを生じさせるように、第２摺動面部１０１ｄの外周径よりも小さな外周径に設定されている。そして、第１摺動面部１０１ｃにおける段部１０１ｆの近傍には、第２嵌合溝１０１ｇが形成されており、第２嵌合溝１０１ｇには、シール部材１０４が嵌合されている。
【００３６】
前記の第２摺動面部１０１ｄの一端側に形成された突出部１０１ｅは、端部に固定用フランジ１３０が取り付けられている。また、突出部１０１ｅは、接続部１０２の外径より大きな内周径よりも大きな内周径を有するように形成されている。突出部１０１ｅの内周面には、第３嵌合溝１０１ｋが形成されており、第３嵌合溝１０１ｋには、接続部１０２の一端側の端面に当接するシール部材１０７が嵌合されている。このシール部材１０７は、突出部１０１ｅの内周と後述する挿入部１０２の外周に設けてもよいが、洗浄性を考慮した場合には、シールが内部流路に露出している方が好ましい。さらに、突出部１０１ｅには、外周面から内周面にかけて貫通された貫通穴１０１ｈと、貫通穴１０１ｈから一端側方向に凹湾曲形状に立ち上げられたリンク逃げ部１０１ｉとが形成されている。そして、これらの貫通穴１０１ｈおよびリンク逃げ部１０１ｉは、軸心Ｏを介して対向する２か所の位置にそれぞれ配置されている。
【００３７】
前記のように構成された継手１０１には、継手１０１と同一の内径を有した接続部１０２が接続されるようになっている。接続部１０２は、上述の突出部１０１ｅの内周面に摺動自在に挿入される挿入部１０２ａと、挿入部１０２ａの他端側から立ち上げられたフランジ部１０２ｂとを有している。挿入部１０２ａの外周面には、底部が接線方向に形成された楕円形状の凹部１０２ｃが上述の貫通穴１０１ｈに対応する位置に形成されている。一方、フランジ部１０２ｂには、配管をボルト締めにより接続部１０２に固定するためのボルト挿通穴１０２ｄが形成されている。
【００３８】
また、継手１０１の外周側には、アクチュエータ機構１０５が設けられている。各アクチュエータ機構１０５は、第１摺動面部１０１ｃに嵌挿された環状のピストン部材１０６と、ピストン部材１０６が摺動する内周を有したシリンダ部材１１０とを備えている。前記のピストン部材１０６は、シリンダ部材１１０の内部空間を区画することによって、シリンダ部材１１０内に作動室１１１と大気連通室１１２とを形成させている。また、ピストン部材１０６は、一方の側面が段部１０１ｆに当接され、他方の側面が第１摺動面部１０１ｃに固設されたストッパ部材１１３に当接されることによって、軸心Ｏ方向に固定された状態にされている。また、ピストン部材１０６は、内周面に第２嵌合溝１０１ｇのシール部材１０４が当接され、外周面にシール部材１１４が設けられており、これらのシール部材１０４・１１４は、作動室１１１および大気連通室１１２を気密可能に区画している。
【００３９】
一方、ピストン部材１０６を収容したシリンダ部材１１０は、一端側および他端側が第１摺動面部１０１ｃおよび第２摺動面部１０１ｄに摺動自在にそれぞれ貫挿されており、各摺動面部１０１ｃ・１０１ｄとの摺動面には、作動室１１１から圧縮空気（作動流体）が漏洩しないように、また大気連通室１１２にゴミが侵入しないように複数のシール部材１１６・１１７とダストリング１１５・１１８が設けられている。また、大気連通室１１２には、スプリング状のバネ１１９が設けられている。バネ１１９は、一端がピストン部材１０６に固設され、他端が大気連通室１１２の他端面１１２ａに固設されており、大気連通室１１２の他端面１１２ａをピストン部材１０６から離隔する方向（Ｂ方向）に付勢している。
【００４０】
前記のシリンダ部材１１０には、作動室１１１を外部に連通する第１連通穴１１０ａと、大気連通室１１２を外部に連通する第２連通穴１１０ｂとが形成されている。第１連通穴１１０ａには、空気配管１２０および電磁弁１２１を介して図示しないコンプレッサが接続されている。電磁弁１２１は、ＯＮ状態となったときに図示しないコンプレッサからの圧縮空気を作動室１１１に供給してシリンダ部材１１０をＡ方向に移動させる一方、ＯＦＦ状態となったときに圧縮空気の供給を停止して作動室１１１を大気中に開放し、バネ１１９によりシリンダ部材１１０をＢ方向に移動させるようになっている。
【００４１】
前記の電磁弁１２１は、信号線１２２ａを介して制御部１２３に接続されている。この制御部１２３には、近接スイッチ１３１が信号線１２２ｂを介して接続されており、近接スイッチ１３１は、突出部１０１ｅの外周面に設けられ、アンロック状態になるまでシリンダ部材１１０が移動したときに、シリンダ部材１１０を検出してアンロック状態検出信号を出力するようになっている。そして、制御部１２３は、切換信号（ロック信号、アンロック信号）を電磁弁１２１に送信することによって、電磁弁１２１をＯＮ状態またはＯＦＦ状態に切り換えるようになっていると共に、アンロック状態検出信号に基づいてアンロック状態に切り換える際の誤動作を検出するようになっている。
【００４２】
前記のようにして電磁弁１２１の切り換えでＡ方向またはＢ方向に進退移動されるシリンダ部材１１０の一端側には、湾曲形状に形成されたリンク１２４の一端部が第１回動軸１２７により回動自在に設けられている。リンク１２４の他端部には、カム１２５の一端部が第２回動軸１２８により回動自在に連結されており、カム１２５の他端部は、第３回動軸１２９により突出部１０１ｅに回動自在に連結されている。そして、カム１２５の第３回動軸１２９側の係合凸部１２５ａは、半球形状に形成されており、カム１２５は、シリンダ部材１１０がＢ方向に移動したときに接続部１０２の凹部１０２ｃに係合凸部１２５ａを係合させ、シリンダ部材１１０がＡ方向に移動するときに凹部１０２ｃから係合凸部１２５ａを係脱するようになっている。
【００４３】
前記の構成の配管接続部１００の着脱動作を以下に説明する。まず、外す場合、制御部１２３からアンロック信号が送信され、信号線１２２を介して電磁弁１２１に入力される。電磁弁１２１は、アンロック信号によりＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わることによって、図示しないコンプレッサからの圧縮空気を作動室１１１に供給する。これにより、圧縮空気の圧力が作動室１１１の壁面に作用することによって、シリンダ部材１１０がバネ１１９のＢ方向の付勢力に打ち勝ってＡ方向に移動することになる。
【００４４】
シリンダ部材１１０がＡ方向に移動すると、カム１２５の係合凸部１２５ａを接続部１０２の凹部１０２ｃに係合させて配管接続部をロック状態にしているリンク１２４およびカム１２５に対してＡ方向の付勢力が作用する。この際、第１回動軸１２７および第３回動軸１２９は、シリンダ部材１１０および突出部１０１ｅにそれぞれ固設されているため、これらの各回動軸１２７・１２９に軸支されたリンク１２４の一端部およびカム１２５の他端部は、シリンダ部材１１０および突出部１０１ｅに対してそれぞれ回動自在に固定された状態になっている。一方、リンク１２４とカム１２５とを連結する第２回動軸２８は、移動自在にされている。これにより、リンク１２４が第１回動軸１２７を回動中心として回動し、カム１２５が第３回動軸１２９を回動中心として回動することによって、リンク１２４およびカム１２５間の第２回動軸１２８がＡ方向に移動することになる。
【００４５】
この後、二点鎖線で示すように、カム１２５の半球形状の係合凸部１２５ａが接続部１０２の凹部１０２ｃから十分に係脱された状態になると共に、カム１２５が挿入部１０２ａの外周面から外れた位置に移動することによって、管接続部がアンロック状態に切り換わる。
【００４６】
また、前記のリンク１２４およびカム１２５を回動させるシリンダ部材１１０がアンロック状態なる位置まで移動すると、近接スイッチ１３１がシリンダ部材１１０を検出してアンロック状態検出信号を制御部１２３に出力する。
【００４７】
制御部２３がアンロック状態を確認すると、接続部１０２を継手１０１から離隔するように軸心Ｏ方向に移動して継手１０１から抜脱することができる。また、制御部２３がアンロック状態を確認すると、他の接続部１０２を継手１０１の軸心Ｏに一致すように移動した後、継手１０１方向に水平移動して突出部１ｅに挿入することができる。
【００４８】
接続部１０２を装着すると、制御部２３がロック信号を電磁弁２１に送信し、電磁弁２１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換える。ＯＦＦ状態に切り換わった電磁弁２１は、圧縮空気の供給を停止して作動室１１を大気中に開放し、作動室１１内の圧縮空気を大気中に放出させる。これにより、作動室１１の壁面に作用していた圧縮空気の圧力が消失することによって、大気連通室１２内のバネ１９の付勢力によりシリンダ部材１０がＢ方向に移動することになる。
【００４９】
シリンダ部材１０がＢ方向に移動すると、上述のアンロック時とは逆の動作によって、リンク２４およびカム２５間の第２回動軸２８がＢ方向に移動する。そして、このようにしてカム２５が回動すると、カム２５の半球形状の係合凸部２５ａが接続部１０２の凹部２ｃに係合し、係合凸部２５ａが凹部２ｃに点状に当接しながら、凹部２ｃを介して接続部１０２をＢ方向に移動させる。これにより、継手１０１と接続部１０２とがロック状態に接合されることになる。尚、この接合時に、シール部材７が圧縮変形して配管接続部の内部通路に露出するため、原材料が継手１０１と接続部１０２との接合部に残留する量を極めて低減させることができる。
【００５０】
制御部１２３の全体構成は図４に示される。制御部１２３には、Ｘ１〜Ｘ７ラインに属する第１継手の電磁弁（ＳＶ）及び近接スイッチ（ＳＷ）およびＹ１〜Ｙ７のグループに属する第２継手の電磁弁（ＳＶ）及び近接スイッチ（ＳＷ）の各々が接続され、図２のクレーン台３１を走行させるモータ３７と昇降台３２を昇降させるシリンダ装置３９とチャック手段３３の開閉機構を駆動する交換手段用駆動部１４１が接続され、図２のクレーン台４１を走行させるモータ４７と係合部としてのシリンダ装置４２を駆動する第１移動手段用駆動部１４２が接続され、図２の昇降台５１に沿ってチャック手段を移動させるシリンダ手段５２を駆動する第２移動手段用駆動部１４３が接続され、更に入力部１４４と表示部１４５が接続される。
【００５１】
前述した構成の制御部１２３は、以下のように作動する。一例として、Ｘ１ラインにある渡し配管４を仮置位置まで運ぶ動作を採り上げて説明する。制御部１２３は、第１移動手段用駆動部１４２に指令を出し、図１の第１移動手段６のクレーン台４１をＸ１ラインにある第２継手３の真下まで走行させ、第２継手３の真下にあるシリンダ装置４２がピストン棒を突出させて穴４９と係合させる。制御部１２３は、同時に、交換手段用駆動部１４１に指令を出し、図１の交換手段５のクレーン台３１をＸ１ラインにある渡し配管４の真上まで走行させ、図２の昇降台３２を下げ、チャック手段３３を閉じて渡し配管４を把持する。これらの動作と前後して、制御部１２３は、電磁弁（ＳＶ）を作動させ、第１継手２と第１接続部２６とをアンロック状態にすると共に、第２継手３と第２接続部２９とをアンロック状態にする。
【００５２】
制御部１２３は、第２継手３のアンロック状態を近接スイッチ（ＳＷ）で確認し、第１移動手段用駆動部１４２に指令を出し、図１の第１移動手段６のクレーン台４１を＋Ｙ方向に移動させ、第２継手３の中から第２接続部２９を抜き出す。また、制御部１２３は、第１継手２のアンロック状態を近接スイッチ（ＳＷ）で確認して、第２移動手段用駆動部１４３に指令を出し、図１のチャック手段３３を＋Ｘ方向に移動させ、第１継手２の中から第１接続部２６を抜き出す。
【００５３】
制御部１２３は、交換手段用駆動部１４１に指令を出し、図１の昇降台３２を上昇させ、クレーン台３１を仮置位置の真上まで走行させ、昇降台３２を下降させ、チャック手段３３を開いて、渡し配管４を仮置位置に載せる。以上の動作を逆に行うと、渡し配管４をＸ１ラインまで運び、渡し配管４の第１接続部２６を第１継手２に向けて挿入し、第２継手３を渡し配管４の第２接続部２９に向けて挿入し、第１接続部２６と第１継手２とをロック状態にし、第２接続部２９と第２継手３とをロック状態にすることができる。
【００５４】
つぎに、前述した構成を有する配管接続切換装置１の作動を図５および図６により説明する。図５（ａ）のように、Ｘ１ラインからＹ１ラインへ、Ｘ２ラインからＹ２ラインへと流れるように接続されているのを、図６（ｃ）のように、Ｘ１ラインからＹ２ラインへ、Ｘ２ラインからＹ１ラインへと流れるように接続を切り換える場合を説明する。
【００５５】
図５（ａ）において、Ｘ１ラインからＹ１ライン及びＸ２ラインからＹ２ラインに至る流体を流し切って空の状態にする。また、必要に応じて洗浄用の流体を流して、切り換え対象のラインを綺麗にする。そして、Ｙ１ラインの第２継手３と第２接続部２９をアンロック状態にし、第２継手３を矢印ａ方向に移動させ、第２継手３と第２接続部２９とを切り離す。
【００５６】
図５（ｂ）において、Ｘ１ラインの第１継手２と第２接続部２６をアンロック状態にし、渡し配管４を矢印ｂ方向に移動させ、第１継手２と第１接続部２６とを切り離す。渡し配管４を矢印ｃ方向に仮置位置まで移動させ、仮置きする。
【００５７】
図５（ｃ）において、Ｙ２ラインの第２継手３と第２接続部２９をアンロック状態にし、第２継手３を矢印ｄ方向に移動させ、第２継手３と第２接続部２９とを切り離す。Ｘ２ラインの第１継手２と第２接続部２６をアンロック状態にし、渡し配管４を矢印ｅ方向に移動させ、第１継手２と第１接続部２６とを切り離す。渡し配管４を矢印ｆ方向に移動させ、Ｘ１ラインに一致させ、渡し配管４を矢印ｇ方向に移動させ、第１継手２の中に第１接続部２６を挿入し、ロック状態にする。
【００５８】
図６（ａ）において、Ｙ２ラインの第２継手３を第２接続部２９に向けてｈ方向に移動させ、第２継手３を第２接続部２９に被せ、ロック状態にする。仮置位置にある渡し配管４をｉ方向に移動させ、Ｘ２ラインに一致させ、渡し配管４を矢印ｊ方向に移動させ、第１継手２の中に第１接続部２６を挿入し、ロック状態にする。
【００５９】
図６（ｂ）において、Ｙ１ラインの第２継手３を第２接続部２９に向けてｊ方向に移動させ、第２継手３を第２接続部２９に被せ、ロック状態にする。このようにして、図６（ｃ）の状態になって、切り換えが完了する。
【００６０】
図２において、供給源側の配管からの流体は、第１継手２から渡し配管４に至り、渡し配管４の下がり部２７を経て第２継手３に至り、可撓性ホース８を経て供給先側の配管に送られる。配管接続切換装置１内の流体の流れは上から下へと向かい、途中の立ち上がり部が存在しない。また、第１継手２から渡し配管４を経て第２継手３へ至るまでの高低差がｈ１と低く、第２継手３から可撓性ホース８を経て供給先側配管に至るまでの高低差がｈ２又はｈ３と低い。立ち上がり部がなく、高低差も低いため、配管接続切換装置１の切換動作時に、管路内に流体が残留する程度が少なく、簡単に残留流体を抜き出したり、洗浄用の流体により簡単に管内の清掃を行うことができる。また、配管接続切換装置１の機器高さも最小限にすることができる。
【００６１】
また、第１継手２と第１接続部２６、及び第２継手３と第２接続部２９は、軸方向移動によって、着脱できる構造であるため、継手のロック又はアンロックが確実に行われる。また、渡し配管４は、第１平面２１にある主配管部２５と、第２平面２２に向かう下がり部２７と、第２平面２２にある短管部２８という立ち下がり構造であるため、管路内に流体が残留する程度が特に少ない。また、可撓性ホース８は、ほぼ水平な第３平面２３又は第４平面２４内にあるため、配管接続切換装置１の機器高さを最小限にすることができる。また、第２継手３の軸方向移動が、選択的に作動する係合部４２を有する第１移動手段６で行われるため、第２継手３の各々に移動手段を設ける場合に比較して、機器構成が簡単になる。また、第１移動手段６は、第２継手３と第２接続部２９の着脱も行うため、継手のロック又はアンロックのための機器構成も簡単になる。また、渡し配管４を把持し吊り上げて交換するための交換手段５に第２移動手段７が設けられる構造であるため、軸方向移動により着脱できる継手２，３を採用した場合に、簡単に継手の着脱ができる。
【００６２】
なお、第１継手２と第１接続部２６、及び第２継手３と第２接続部２９は、軸方向移動がなく、単に突き合わせるだけで着脱できる構造を採用することもできる。例えば、フランジの突き合わせで接合でき、他方のフランジに自動で作動するクランプ機構を設けた継手構造を採用できる。この場合、継手の着脱のために、継手と接続部の一方を軸方向に移動させる動作が不要になり、サイクルタイムを短縮できる。
【００６３】
なお、第１移動手段６は、個々の第２継手３に対して設けることができる。この場合、機器構成は複雑になるが、第２継手３を複数同時に移動させることができ、サイクルタイムを短縮できる。第２移動手段７も、個々の第１継手２に対して設けることができる。この場合、機器構成は複雑になるが、交換手段５は渡し配管４の交換に専念でき、渡し配管４の交換時間を短縮できる。可撓性ホース８の湾曲面を垂直面内に設けることもできる。この場合、機器高さは高くなるが、内部流体が上から下へと流れやすくなる。渡し配管４も、第１継手２の軸芯方向と第２継手３の軸芯方向に応じて、種々の形態がある。例えば、第１継手２の軸芯方向と第２継手３の軸芯方向とを所定の高低差を有して向かい合わせに配置した場合、それに応じた形状になる。交換手段５も、クレーン方式ではなく、関節式ロボットで行うこともできる。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、流体が、平面配置の第１継手から、渡し配管を経て下方の平面に配置された第２継手へと、立ち上がり部分を経ることなく、上から下へと流れるため、切換動作時に配管接続切換装置内の流体を抜け落ちやすい管路構成であり、切換作動時の清掃等が簡単にできる。また、管路の立ち上がり部分がないため、機器の高さを低くすることができる。
【００６５】
請求項２記載の発明によると、切換動作時に配管接続切換装置内の流体を抜け落ちやすく、機器の高さを低くすることができるとともに、軸方向着脱による第１継手や第２継手により、継手の着脱が簡単且つ確実に行われる。
【００６６】
請求項３記載の発明によると、流体が渡し配管内を上から下へと流れるため、切換動作時に渡し配管内から流体を抜け落ちやすい管路構成であり、切換作動時の清掃等が簡単にできる。
【００６７】
請求項４記載の発明によると、ほぼ水平な面内で湾曲可能に配設可撓性ホース内を高低差なく、流体が流れるため、内部に流体が残りにくい構造で、かつ、機器の高さを低くできる。
【００６８】
請求項５記載の発明によると、複数の第２継手のうちから選択されたものに対して係合部を係合させ、選択された第２継手を共通の第１移動手段で移動させるため、機器構成が簡単になる。
【００６９】
請求項６記載の発明によると、渡し配管をチャックして把持する機能を有する交換手段に、チャックされた渡し配管を軸方向に移動させる機能を付加して、継手の軸方向移動による着脱を行うため、機器構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配管接続切換装置の上面図である。
【図２】本発明の配管接続切換装置の側面図である。
【図３】本発明の配管接続切換装置に用いられる配管接続部の断面図である。
【図４】本発明の配管接続切換装置の制御ブロックを示す図である。
【図５】本発明の配管接続切換装置の作動を示す図である。
【図６】本発明の配管接続切換装置の作動を示す図である。
【符号の説明】
１配管接続切換装置
２第１継手
３第２継手
４渡し配管
５交換手段
６第１移動手段
７第２移動手段
８可撓性ホース
２１第１平面
２２第２平面
２３第３平面
２４第４平面
２５主配管部
２６第１接続部
２７下がり部
２９第２接続部
４２係合部（シリンダ装置）
１２３制御部

Claims

流体の供給源側が接続自在であり、ほぼ水平な第１平面内に軸芯が並設されるように固定的に列設された複数の第１継手と、
流体の供給先側が接続自在であり、前記第１平面内の下方に位置するほぼ水平な第２平面内に軸芯が並設され且つ軸方向移動可能に列設された複数の第２継手と、
前記第１継手と同軸で列設され、前記第１継手に着脱される第１接続部を一端に有し、前記第２継手に着脱される第２接続部を有する複数の渡し配管と、
前記渡し配管の前記第１継手への接続関係を変更するため、前記渡し配管の接続位置を交換するための交換手段と、
前記第２継手と前記第１継手との接続関係を変更するため、前記第２継手を軸方向に移動させる第１移動手段と、を備えてなる配管接続切換装置。
流体の供給源側が接続自在であり、ほぼ水平な第１平面内に軸芯が並設されるように固定的に列設された複数の第１継手と、
流体の供給先側が接続自在であり、前記第１平面内の下方に位置するほぼ水平な第２平面内に軸芯が並設され且つ軸方向移動可能に列設された複数の第２継手と、
前記第１継手と同軸で列設され、前記第１継手に着脱される第１接続部を一端に有し、前記第２継手に着脱される第２接続部を有する複数の渡し配管と、
前記渡し配管の前記第１継手への接続関係を変更するため、前記渡し配管の接続位置を交換するための交換手段と、
前記第２継手と前記第１継手との接続関係を変更すること、前記第２接続部へ着脱させること用に、前記第２継手を軸方向に移動させる第１移動手段と、
前記渡し配管を軸方向に移動させ、前記第１接続具に着脱させる第２移動手段と、を備えてなる配管接続切換装置。
前記渡し配管は、前記第１継手と同軸方向の主配管部と、前記主配管部の一端の前記第１接続部と、前記主配管部から下方に向かう下がり部と、前記下がり部から前記第２継手と同軸方向に向いた前記第２接続部とからなる請求項１又は２記載の配管接続切換装置。
前記第２継手は、可撓性ホースを介して被供給側が接続され、前記可撓性ホースはほぼ水平な面内で湾曲可能に配設されている請求項１又は２記載の配管接続切換装置。
前記第１移動手段は、複数の前記第２継手に対して共通に設けられ、前記第２継手の各々に選択的に係合する係合部を有する請求項１又は２記載の配管接続切換装置。
前記第２移動手段は、前記交換手段に設けられている請求項２記載の配管接続切換装置。