(57)【要約】【課題】貯留タンク内の粉粒体が外部への供給により中央部から減少するなどの残量レベル面に関する変動を緩和するとともに、その残量レベル面の変動の緩和のために付設される手段によって派生する残量検出手段の検出信号に与えるノイズを除去して、貯留タンク内の粉粒体の残量を常により的確に検出し得る粉粒体供給装置を提供する。【解決手段】貯留タンク１に所定の測定位置における粉粒体２の残量を検出する残量検出手段２１を設置するとともに、貯留タンク１の内部に縦方向に設置した回転軸４に支持部材５を介して撹拌翼６を設け、前記残量検出手段２１により検出された所定時間変化しない検出信号、あるいは撹拌部材６の支持部材５が前記測定位置を通過していないタイミングで検出された検出信号に基づいて、粉粒体２の残量レベル面の高さを認識する。【選択図】        図３
2004307109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留タンクに所定の測定位置における粉粒体の残量を検出する残量検出手段を設置するとともに、前記貯留タンクの内部に縦方向の軸を中心に回転し、前記測定位置を通過する撹拌部材を設け、前記残量検出手段により検出された所定時間変化しない検出信号に基づいて、粉粒体の残量レベル面の高さを認識するように構成したことを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項２】
貯留タンクに所定の測定位置における粉粒体の残量を検出する残量検出手段を設置するとともに、前記貯留タンクの内部に縦方向の軸を中心に回転し、前記測定位置を通過する撹拌部材を設け、前記残量検出手段により撹拌部材が前記測定位置を通過していないタイミングで検出された検出信号に基づいて、粉粒体の残量レベル面の高さを認識するように構成したことを特徴とする粉粒体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体を貯留タンク内に貯留して適宜の部所へ供給する粉粒体供給装置に関する。より詳しくは、貯留タンク内の粉粒体の残量を検出する残量検出手段の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の貯留タンク内の粉粒体の残量を認識する手段として、貯留タンクに粉粒体の残量レベル面の高さを検出するレーザ等を用いた非接触形の残量検出手段を設けることは、従来から知られているところである。ところで、貯留タンク内の粉粒体は、充填時は中央部が盛上がり、外部への供給に従って中央部から先に減少していく傾向にあるため、測定位置によっては検出結果に大きな誤差が含まれることになる。そこで、その貯留タンク内の粉粒体の高さの変動による測定誤差を排除する手法として、検出手段に可視光レーザを用い、平均的な高さを代表し得る測定位置を作業者の経験則によって特定することにより、測定誤差を排除するという提案がなされている（特許文献１参照）。しかしながら、粉粒体の充填時における盛上がり方や外部への供給による減少の仕方は常に一定しているわけではなく、それらの粉粒体の盛上がり方や減少の仕方自体にも変動を伴うことがあるため、測定位置を作業者の経験則によって特定するにしても、その特定された測定位置での粉粒体の残量レベル面を検出するだけでは、粉粒体の残量を常に的確に検出することは困難である。したがって、この検出結果に基づいて目的の作業を継続すると、粉粒体の不足を生じる事態が起り得る。特に、粉粒体を液体や気体に混入してノズルから吹付けて洗浄作用や剥離作用を施す場合などには、粉粒体の不足によって十分な洗浄剥離作用が得られずに、不良品を発生する原因にもなりかねない。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１４８５６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の技術的な事情に鑑みて開発したもので、貯留タンク内の粉粒体が外部への供給により中央部から減少するなどの残量レベル面に関する変動を緩和するとともに、その残量レベル面の変動の緩和のために付設される手段によって派生する残量検出手段の検出信号に与えるノイズを除去して、貯留タンク内の粉粒体の残量を常により的確に検出し得る粉粒体供給装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１の発明では、貯留タンクに所定の測定位置における粉粒体の残量を検出する残量検出手段を設置するとともに、前記貯留タンクの内部に縦方向の軸を中心に回転し、前記測定位置を通過する撹拌部材を設け、前記残量検出手段により検出された所定時間変化しない検出信号に基づいて、粉粒体の残量レベル面の高さを認識するという技術手段を採用した。また、請求項２の発明では、貯留タンクに所定の測定位置における粉粒体の残量を検出する残量検出手段を設置するとともに、前記貯留タンクの内部に縦方向の軸を中心に回転し、前記測定位置を通過する撹拌部材を設け、前記残量検出手段により撹拌部材が前記測定位置を通過していないタイミングで検出された検出信号に基づいて、粉粒体の残量レベル面の高さを認識するという技術手段を採用した。以上のように、本発明によれば、貯留タンクの内部に設置した縦方向の軸を中心に回転する撹拌部材による撹拌作用によって、貯留タンク内の粉粒体の中央部の盛上がりや中央部から減少する傾向は大きく緩和され、残存する貯留タンク内の粉粒体の高さが平均化される。しかも、その撹拌部材の付設により派生する残量検出手段の検出信号に与えるノイズに関しては、残量検出手段により検出された所定時間変化しない検出信号、あるいは撹拌部材が前記測定位置を通過しないタイミングで検出された検出信号に基づいて、粉粒体の残量レベル面の高さを認識するように構成することにより回避したことから、貯留タンク内の粉粒体の残量を常により的確に検出することが可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明が適用される粉粒体の貯留タンクとしては、以下の実施例でも示した一般的に使用される逆円錐台状のタンクが好適であるが、これに限られることはなく、円筒状のタンクなどにも広く適用が可能である。粉粒体としては、ブラスト加工用の研掃材や洗浄装置用の洗浄媒体などに混入される炭酸水素ナトリウムやアルミナ等の粉粒体のほか、広く各種の粉粒体の供給に適用することが可能である。貯留タンクの内部に設置する縦方向の軸を中心に回転する撹拌部材を構成する撹拌翼やその支持部材などは、金属製であってもよいし、強度的に適合する合成樹脂製のものであってもよい。また、撹拌翼の翼面形状に関しては、タンクの内壁面に沿った曲面状に形成したものでもよいし、平板状に形成したものでもよい。さらに、その撹拌翼の設置数に関しても自由な選定が可能であり、また複数の撹拌翼を採用する場合に、それらの撹拌翼の中央の軸に対する設置高さを変化させるようにしてもよい。なお、タンクの内壁面と撹拌翼との間には適宜の間隙を形成してもよい。翼部の設置高さは、必ずしもタンクの上端部まである必要はなく、半分以下の比較的短いものでも十分有効な撹拌作用が得られる。さらに、撹拌作用が得られるものであれば、翼部を有しない水平部材のみの撹拌部材も可能である。粉粒体の排出手段としては、スクリュウ送出し機構や回転バルブなど適宜の機構が適用可能である。なお、貯留タンク内は、大気圧状態だけでなく、加圧状態に設定することも可能である。
【０００７】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１は本発明の適用場面を例示した概略説明図であり、図２は粉粒体の貯留タンクの内部を示した要部構成図である。図中、１は粉粒体２の貯留タンクで、図示のように本実施例では下半部が逆円錐台状に形成されたものを用いた場合を示した。貯留タンク１の下部に形成された排出口の下方には、排出手段としてスクリュウ送出し機構３を配設し、外部へ粉粒体２を供給するように構成した。図２に示したように、貯留タンク１の内部には、中央部に縦方向の回転軸４を設置し、その下部に支持部材５を介して撹拌翼６を設けた。本実施例では、上下の２つの支持部材５により板状の撹拌翼６を支持した。回転軸４は、貯留タンク１の外部に設けた駆動モータ７により、ベベルギヤを用いたギヤボックス等の回転方向変換部８を介して回転駆動される。図１に示したように、貯留タンク１内の粉粒体２の上部空間は、加圧空気等の適宜の加圧気体の供給源９に接続された加圧気体供給管１０に予圧管１１を介して接続され、その加圧気体によって粉粒体２の上面を予圧するように構成している。加圧気体供給管１０はスクリュウ送出し機構３の排出側に接続され、加圧気体によりスクリュウ送出し機構３から排出される貯留タンク１からの粉粒体２を粉粒体搬送管１２を介して噴射ノズル１３へ気体搬送する。噴射ノズル１３には、更に、洗浄液貯留タンク１４内に貯留された水道水等の適宜の洗浄液１５がポンプ１６及び洗浄液供給管１７を介して供給され、その噴射ノズル１３内において、前記粉粒体搬送管１２を介して気体搬送される粉粒体と混合されて、粉粒体を含んだ気液混合流として噴射されることになる。図中、１８はスクリュウ送出し機構３の駆動モータである。
【０００８】
次に、本発明の特徴部分に関して詳細に説明する。図２に示したように、本実施例では、前記貯留タンク１の上方開口部には蓋体１９を設置し、その蓋体１９に形成した窓部２０に対応して、該窓部２０のほぼ直下の所定の測定位置における粉粒体２の残量を検出する残量検出手段２１を配設した。この残量検出手段２１としては、光電スイッチなどのように被測定部からの反射光量が設定値以上になるとオン状態からオフ状態に、あるいはオフ状態からオン状態に検出信号が変化するタイプのものでもよいし、距離センサなどを用いて高さを測定するものでもよい。例えば拡散反射形光電スイッチなどを残量検出手段２１として用いた場合には、赤外線等の投射ビーム２２を連続的あるいはパルス状に発する投光部及びその投射ビーム２２が被測定部で反射して戻る反射ビーム２３を受ける受光部と、反射ビーム２３の受光量などに基づいてオンオフ信号を出力する出力部を備える。因みに、本実施例の残量検出手段２１では、以上の検出動作を継続して常に粉粒体２の残量を監視するように構成している。なお、窓部２０は、貯留タンク１内が大気圧のときは単に開口するだけでもよいが、加圧するときは残量検出手段２１からの投射ビーム２２及び反射ビーム２３が透過し得る耐圧ガラス等により塞ぐことになる。図２で示した状態は、例えば蓋体１９を開放して粉粒体２を充填した後の粉粒体２が充分残っている状態を示したものであり、残量検出手段２１からの投射ビーム２２及び反射ビーム２３を遮る障害物は存在しないことから、粉粒体２の上面Ａの高さが的確に検出される。図中、Ｌは粉粒体２について許容される最低の残量として設定した最小残量である。本実施例では、残量検出手段２１としての例えば拡散反射形光電スイッチを、測定位置の粉粒体の高さが前記最小残量Ｌより高い場合にはオン信号を出力し、その最小残量Ｌより低い場合にはオフ信号を出力するように設定した。すなわち、粉粒体２の上面Ａの方が最小残量Ｌより高く残量が十分なときはオン状態、逆に粉粒体２の上面Ａの方が最小残量Ｌより低く残量が不足しているときはオフ状態として、粉粒体２の残量レベル面の高さを認識するという処理の仕方を採用した場合に関して、以下説明する。因みに、オフ状態の場合には、貯留タンク１内の粉粒体２の残量不足が生じていることから、必要に応じて、その粉粒体２の残量不足を表示したり警報を発したりする。因みに、以上とは逆に、残量が十分なときオフ状態、残量が不足しているときオン状態として処理するように構成しても構わない。
【０００９】
図３及び図４は貯留タンク１内の粉粒体２が外部への供給により最小残量Ｌより減少して粉粒体２の不足状態に至った場合を例示した要部構成図である。図３は前記撹拌翼６が紙面に平行な左右の方向に位置する瞬間を示したものであり、図４は前記撹拌翼６が更に９０度回転して紙面に対して垂直の方向に位置する瞬間を示したものである。なお、本実施例では、前記回転軸４を中心に対称的な位置に２個の撹拌翼６を設けた場合を例示したが、前述のように撹拌翼６の設置数に関する変更や撹拌翼間で設置高さを変化させることは可能である。しかして、図３に示した時点では、前記残量検出手段２１から発せられた投射ビーム２２は撹拌翼６の支持部材５によって遮られるため、粉粒体２の上面Ｂに達することなく、支持部材５の上面で反射して残量検出手段２１に反射ビーム２３として受光されることになる。したがって、この瞬間では粉粒体２の正確な残量の検出は不可能である。これに対して、図４に示したように撹拌翼６及び支持部材５が測定位置以外の部位に位置する場合には、残量検出手段２１からの投射ビーム２２を遮る障害物はなくなり、粉粒体２の上面Ｂで反射した反射ビーム２３が残量検出手段２１に戻って受光され、粉粒体２に関する正確な残量の検出が可能になる。すなわち、残量検出手段２１からの投射ビーム２２は、撹拌翼６の回転角に応じて撹拌翼６の支持部材５の上面での反射と粉粒体２の上面Ｂでの反射を繰返すことになる。そして、投射ビーム２２が撹拌翼６の支持部材５の上面で反射し、粉粒体２の上面Ｂへの到達が遮られる範囲は、投射ビーム２２が投射される所定の測定位置における支持部材５の上方からみた幅により決ることから、残量検出手段２１に戻ってくる反射ビーム２３の光量が変化しないで継続する継続時間を計測することによって、撹拌翼６の支持部材５の上面で反射した反射ビームか粉粒体２の上面Ｂで反射した反射ビームかを容易に峻別することが可能である。
【００１０】
本実施例は、以上の動作原理に基づくものであり、前記残量検出手段２１から発せられた投射ビーム２２が被測定面にて反射して戻ってくる反射ビーム２３を受光して検出信号としてとらえるとともに、その検出信号が変化しないで継続する継続時間を計測し、その継続時間が、投射ビーム２２が撹拌翼６の支持部材５によって遮られる時間より大きい値に予め設定した所定時間、例えば３秒以上の検出信号に基づいて、粉粒体の残量レベル面の高さを認識するという手法を採用した。例えば、残量検出手段２１で受光した反射ビーム２３の光量に基づいて、粉粒体２の上面の高さが最小残量Ｌより低い場合に出力される、オフ信号が継続して出力される継続時間を計測して、そのオフ信号が前記所定時間以上継続した場合に、貯留タンク１内の粉粒体２が最小残量Ｌに達したと認識することが可能である。因みに、以上のように演算処理すれば、貯留タンク１内の粉粒体２が外部への供給により図３及び図４に示した状態まで減少する過程において、例えば粉粒体２の残量が撹拌翼６の上方の支持部材５の高さに近づき、その支持部材５の通過による粉粒体２の上面の波打ち現象により反射ビーム２３が傾いて一時的にオフ状態を検出したり、粉粒体２の残量が最小残量Ｌに近づき、粉粒体２の上面の凹凸を拾ってオン・オフ状態を繰返すような場合にも、それらのノイズを排除して粉粒体の残量レベル面の高さを的確かつ安定的に認識することが可能である。
【００１１】
図５は本発明の他の実施例を示した要部構成図である。本実施例は、回転軸４の回転角を検出するロータリエンコーダ２４を設置し、そのロータリエンコーダ２４で検出された回転軸４の回転角を残量検出手段２５の演算部に常時入力して、回転軸４の回転角に関する検出データを用いながら、撹拌翼６の支持部材５が測定位置を通過していないタイミングで検出された検出信号に基づいて、粉粒体の残量レベル面の高さを認識するように構成した点で特徴を有する。その他の構成においては、前述の実施例と基本的に異なるところはないことから、同様の構成部分には同じ符号を援用する。なお、残量検出手段２５は、前記残量検出手段２１と同様に、例えば赤外線等の投射ビーム２２を連続的あるいはパルス状に発する投光部及びその投射ビーム２２が被測定部で反射して戻る反射ビーム２３を受ける受光部と、反射ビーム２３の受光量などに基づいてオンオフ信号を出力する出力部を備える。さらに、この残量検出手段２５の場合には、前記ロータリエンコーダ２４から入力された回転軸４の回転角に関する検出データを用いて、撹拌翼６の支持部材５が測定位置を通過していないタイミングで検出された検出信号を採用するように同期をとる同期演算部を備える。
【００１２】
しかして、本実施例の場合には、貯留タンク１内の粉粒体２が外部への供給により減少して、撹拌翼６の支持部材５による支障が問題になるような状態においても、残量検出手段２５が備える同期演算部によって撹拌翼６の支持部材５による影響は的確に回避される。すなわち、残量検出手段２５の同期演算部により、図３に例示したように投射ビーム２２が撹拌翼６の支持部材５によって遮られるタイミングで検出された検出信号の採用は排除され、それ以外の図４に例示したように投射ビーム２２を遮る障害物はない時点で検出された検出信号のみを粉粒体２の上面高さ演算用の検出データとして採用するように同期制御が実行されることになる。したがって、本実施例によれば、撹拌翼６の支持部材５によるノイズや誤動作を排除して、粉粒体の残量レベル面の高さを的確かつ安定的に認識することが可能である。因みに、本実施例においても、撹拌翼６の支持部材５の通過後、次の支持部材５によって遮られるまでの間の所定時間変化しないで継続した検出信号に基づいて演算処理するように構成すれば、粉粒体２の上面の波打ち現象や凹凸などに基づくノイズや誤動作を排除することができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、貯留タンクの内部に設置した縦方向の軸を中心に回転する撹拌部材による撹拌作用によって、貯留タンク内の粉粒体の中央部の盛上がりや中央部から減少する傾向は大きく緩和され、残存する貯留タンク内の粉粒体の高さが平均化される。しかも、その撹拌部材の付設により派生する検出信号に与えるノイズ等に関しては、残量検出手段により検出された所定時間変化しない検出信号、あるいは撹拌部材が測定位置を通過していないタイミングで検出された検出信号に基づいて、粉粒体の残量レベル面の高さを認識するように構成することにより回避したことから、貯留タンク内の粉粒体の残量を常により的確に検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用場面を例示した概略説明図である。
【図２】粉粒体の貯留タンクの内部を示した要部構成図である。
【図３】撹拌翼が紙面に平行な左右の方向に位置する瞬間を例示した要部構成図である。
【図４】撹拌翼が紙面に対して垂直の方向に位置する瞬間を例示した要部構成図である。
【図５】本発明の他の実施例を示した要部構成図である。
【符号の説明】
１…貯留タンク、２…粉粒体、３…スクリュウ送出し機構、４…回転軸、５…支持部材、６…撹拌翼、７…駆動モータ、８…回転方向変換部、９…加圧気体の供給源、１０…加圧気体供給管、１１…予圧管、１２…粉粒体搬送管、１３…噴射ノズル、１４…洗浄液貯留タンク、１５…洗浄液、１６…ポンプ、１７…洗浄液供給管、１８…駆動モータ、１９…蓋体、２０…窓部、２１…残量検出手段、２２…投射ビーム、２３…反射ビーム、２４…ロータリエンコーダ、２５…残量検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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