(57)【要約】【課題】発泡樹脂等の軽い粉粒体に対しても、その充填レベルの検知に安定性があり、簡単な構造からなる羽根回転式レベルセンサーの提供を目的とする。【解決手段】回転シャフトの先端に羽根が取り付けられ、当該回転シャフトの後端に回転板が連結され、当該回転板に対向し、所定の間隙を設けて駆動板が配設され、上記駆動板と回転板とのどちらか一方に、回転軸と同心円状に複数の磁石を配設し、他方にこの磁石の位置に対応するように複数の強磁性体又は異極磁石を配設し、回転板に回転位置を検出するための目印を付け、この目印が回転により所定位置を通過する時間的間隔を計測する手段を備え、上記目印通過時間的間隔が所定時間以上になることにより、粉粒体のレベルを認識するようにした回転式レベルセンサーとした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転シャフトの先端に羽根が取り付けられ、当該回転シャフトの後端に回転板が連結され、当該回転板に対向し、所定の間隙を設けて駆動板が配設され、上記駆動板と回転板とのどちらか一方に、回転軸と同心円状に複数の磁石を配設し、他方にこの磁石の位置に対応するように複数の強磁性体又は異極磁石を配設し、回転板に回転位置を検出するための目印を付け、この目印が回転により所定位置を通過する時間的間隔を計測する手段を備え、上記目印通過時間的間隔が所定時間以上になることにより、粉粒体のレベルを認識するようにしたことを特徴とする粉粒体の回転式レベルセンサー。
【請求項２】
回転位置を検出するための目印として、回転板にスリットを設け、このスリットが回転により通過する時間的間隔を計測する手段の一部として、回転板を挟んで設けた光電スイッチを用いたことを特徴とする請求項１記載の粉粒体の回転式レベルセンサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体を貯留するホッパーや容器内の粉粒体の充填レベルを検知するレベルセンサーに関する。
特に、粉粒体が発泡体からなる粒状物である等、比較的軽く、回転羽根が受ける抵抗が小さいものに好適な回転式レベルセンサーに係る。
【０００２】
【従来の技術】
セメント、小麦粉、樹脂ペレット等の粉粒体の分配、輸送、加熱処理等において、ホッパー等内の粉粒体の充填レベルを検知し、充填、排出等を行うために、各種レベルセンサーが採用されている。
【０００３】
この種のレベルセンサーとしては、モーター等の出力軸の先端に羽根を取り付けて、羽根に粉粒体が当たり、その抵抗により、モーターへの過負荷状態を検出するものがある。
しかし、充填対象物が発泡スチロールの粉粒体等、比較的軽いものに対しては、羽根に対する抵抗も小さく、検出感度が悪いという問題があった。
【０００４】
また、モーターへの過負荷による故障等、あるいは充填物の雰囲気による悪影響を避けるために、駆動軸と、羽根を取り付けたシャフトとを分離させ、その間をマグネットカップリングでつなぎ、羽根が液体の充填により抵抗を受けると、このマグネットカップリングが滑り、駆動軸の空転によって生じる回転速度の差を読みとる方式が登録実用新案第３０２４４１４号公報に開示されている。
【０００５】
しかし、充填物が液体の場合には、液面が高くなり、羽根が抵抗を受けると羽根の回転は停止するが、充填物が発泡樹脂の粉粒体等の場合には軽く、しかも、樹脂に静電気が発生しやすく、その静電気により羽根に付着しやすく、所定の高さまで充填されてもすぐには羽根への抵抗が大きく変化しないために、次のような問題があった。
その内容を図３及び図４に示した模式図で説明する。
図４がマグネットカップリング部の斜視図である。
充填物の抵抗を検知する羽根１０１が、シャフト１０２の先端に取り付けられ、後端に回転板１０３が連結されている。
回転板に対向して、所定の間隙を設けて駆動板１０４が配設され、この駆動板は駆動軸１０５にて回転駆動される。
回転板に複数の磁石１３１が回転軸に同心円状に取り付けられ、これに対応して駆動板に異極の磁石１４１が取り付けられている。
図３は、駆動板１０４側から回転板１０３に向けて見た図である。
充填物が所定のレベル以下であれば、駆動側の磁石と羽根側の異極磁石が一対になり、駆動側と羽根側が同期回転Ｓしている。
次に、図３（イ）に示すように充填物１００が所定のレベルに達して羽根が抵抗ｆを受けはじめると、羽根側の回転に遅れが生じはじめる。
この場合に、図３（イ）に点線で示したように駆動側の磁石Ｄ１から羽根側の磁石Ａ１が離れると、羽根側の磁石Ａ１は、となりの磁石Ｄ２に引きつけられ、回転し、図３（ロ）の状態になる。
すると、充填物が軽い粒状なので、先に羽根に押された状態のままになり、羽根が抵抗を受けなくなるため、磁石Ｄ２の回転Ｓに追随して回転しはじめる。
羽根に受ける抵抗が大きくなると、また、羽根の回転にずれが生じるが、ある程度ずれると又、となりの磁石に引きつけられるという羽根が振り子運動をする状態になる。
従って、駆動側と羽根側との回転速度が一致した状態と回転速度に差が生じる状態が交互に繰り返されることになり、回転速度差を検知すると誤作動することになる。
即ち、先の登録実用新案第３０２４４１４号に開示された技術では粉粒体に対応出来なかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に内在する技術的課題に鑑みて、発泡樹脂等の軽い粉粒体に対しても、その充填レベルの検知に安定性があり、簡単な構造からなる羽根回転式レベルセンサーの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、回転シャフトの先端に羽根が取り付けられ、当該回転シャフトの後端に回転板が連結され、当該回転板に対向し、所定の間隙を設けて駆動板が配設され、上記駆動板と回転板とのどちらか一方に、回転軸と同心円状に複数の磁石を配設し、他方にこの磁石の位置に対応するように複数の強磁性体又は異極磁石を配設し、回転板に回転位置を検出するための目印を付け、この目印が回転により所定位置を通過する時間的間隔を計測する手段を備え、上記目印通過時間的間隔が所定時間以上になることにより、粉粒体のレベルを認識するようにした回転式レベルセンサーとした。
ここで、回転位置を検出するための回転板に設ける目印、及びこの目印を用いて回転板の回転間隔（時間的間隔）を計測する方法には、回転板の所定位置に目印を付けてＣＣＤカメラ検知したり、レーザー検知する方法や回転板にピン等の突起物を設けて機械的接触による方法等、各種手段が考えられる。
構造が簡単でコンパクトに設計出来る点で、回転位置を検出するための目印として、回転板にスリットを設け、このスリットが回転により通過する時間的間隔を計測する手段として、回転板を挟んで設けた光電スイッチを用いてもよい。
【０００８】
本発明において、回転板に回転位置を検出するためのスリット等の目印を付け、この回転板の回転により、スリットが所定位置を通過する時間的間隔を光電スイッチを用い、それとタイマーを組み合わせて計測することにしたことにより、羽根が粉粒体の抵抗を受けはじめて振り子運動を開始すると、粉粒体による抵抗を受けない状態より回転板に設けた目印通過時間が長くなる。
更に、継続的に振り子運動状態になると、目印が所定位置を通過しなくなる。
従って、羽根が抵抗を受けない状態の目印の通過時間間隔よりも長い所定時間を設定し、この所定時間と比較することにより、設定時間間隔を越えて再度スリット等が所定位置を通過したり、又は、設定時間間隔を越えてもこのスリット等が通過しない場合には、少なくとも羽根が振り子状態になりつつあると認識出来ることで、充填物のレベルを検知することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明に係るレベルセンサーの構造例を示す。
羽根１が回転シャフト２の先端にボルト等で取り付けられている。
回転シャフトの後端には、回転板３が連結されている。
回転シャフトは、シャフトケーシング２１に内装され、このシャフトケーシング２１を介してホッパー等の側壁１０に設けた取り付け穴から容器内（充填部）に挿入されている。
【００１０】
図２に回転板３の部分の斜視図を示す。
回転板には、回転軸と同心円状に磁石３１が複数取り付けられている。
回転板にスリット３２が設けられ、このスリットの通過を検知するために、回転板を挟み込むように光電スイッチ９が配設されている。
なお、図２には回転板に１本のスリットを設けた場合の例を示したが、スリットは回転板が所定の速度で回転している状態か、振り子運動状態かを認識するためのものであり、等間隔になるように複数のスリットを設けてもよい。
【００１１】
図１に示すように、回転板３に対向して駆動板４が所定の間隙を設けて配設され、この駆動板４が駆動シャフト５に連結され、駆動シャフト５は、ギヤボックス６等を介してモーター７にて回転制御されている。
また、駆動板（駆動シャフト）は、ハウジングケース８にて支持され、この駆動板と回転板との間隙は調整可能になっている。
駆動板には、回転板に取り付けた磁石３１の位置に対応して、強磁性体からなる突部４１が複数設けられている。
図１に示す例は、突部を鉄製のボルトで形成させているが、溶接等にて取り付けても切削加工等で形成してもよい。
また、駆動板が樹脂等の非磁性体であれば、必ずしも突状にする必要がない。
突部は、強磁性体の替わりに回転板の磁石とは異極の磁石であってもよい。
【００１２】
ホッパー等の容器内の充填物がレベルセンサーの取り付け位置以下であれば、モーター等により回転している駆動板に磁力を媒体にして回転板が追随回転している。
充填物がレベルセンサーの位置まで充填されると、羽根１が抵抗を受けはじめる。
充填物が発泡樹脂の粉砕物等軽い粉粒物の場合には、羽根１にてかき上げながら抵抗を受けるようになり、羽根は振り子運動状態になる。
【００１３】
スリットが光電スイッチの間を通過する時間的間隔が、継続的に計測されるようになっていて、スリットの通過時間的間隔が所定の設定時間以上になれば、羽根が振り子運動状態になったと認識出来る。
これにより、充填物がレベルセンサーの位置まで充填されたことになる。
充填物が排出され、羽根が振り子運動状態から回転運動に変化すると、スリット通過時間的間隔が所定時間内に入るようになる。
設定時間は、例えば回転板にスリットが一箇所の場合は、駆動板の一回転時間より少し長い時間（回転誤差等を考慮して）になり、例えばスリットが二箇所であれば、半回転時間より少し長い時間となる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明においては、羽根を取り付けた回転シャフトに回転板を連結し、これに対向させて所定の間隙を設けて駆動板を配設し、この回転板と駆動板との間を複数の対応する磁石と強磁性体（異極磁石）にてつないだ簡単な構造にし、この回転板に目印を付けて、この目印を検知することで羽根の回転間隔を認識するようにしたので、羽根が回転状態にあるか、振り子運動状態にあるか、が容易にかつ、確実に認識出来るようになる。
また、樹脂の粉粒体のように軽いものでなく、羽根が振り子運動することなく停止する場合にも、確実に充填物のレベルを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレベルセンサーの構造例を示す。
【図２】回転板の斜視図を示す。
【図３】回転板の振り子運動を示す模式図を示す。
【図４】マグネットカップリングの例を示す。
【符号の説明】
１　　羽根
２　　回転シャフト
２１　回転シャフトケーシング
３　　回転板
３１　磁石（強磁性体）
３２　スリット
４　　駆動板
４１　強磁性体（磁石）
５　　駆動軸（駆動シャフト）
６　　ギヤボックス
７　　モーター（駆動源）
８　　ハウジングケース
９　　光電スイッチ
１０　ホッパー側壁
１００　充填物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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