(57)【要約】【課題】粉粒体の流量を高い精度で計測することができる粉粒体流量計測装置を提供する。【解決手段】回転駆動機構３ａによって回転する駆動軸３ｂを有する駆動部３と、駆動部３の駆動軸３ｂから伝達される動力によって回転する従動軸４ｂを有すると共に、従動軸４ｂの周囲に設けられた羽根板４ａを有し、羽根板４ａが粉粒体の流路中に位置するように設けられる検出羽根部４とを備え、検出羽根部４に掛かる粉粒体の荷重から粉粒体の流量を計測する粉粒体流量計測装置１において、駆動部３の駆動軸３ｂと検出羽根部４の従動軸４ｂとの間に両者間を離隔させつつ、駆動部３の駆動軸３ｂから検出羽根部４の従動軸４ｂに非接触で動力を伝達する非接触動力伝達部６を設けると共に、検出羽根部４を支持する支持部７に検出羽根部４に掛かる粉粒体の荷重を検出するための荷重検出部５を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動機構によって回転する駆動軸を有する駆動部と、該駆動部の駆動軸から伝達される動力によって回転する従動軸を有すると共に、該従動軸の周囲に設けられた羽根板を有し、該羽根板が粉粒体の流路中に位置するように設けられる検出羽根部とを備え、該検出羽根部に掛かる粉粒体の荷重から粉粒体の流量を計測する粉粒体流量計測装置において、
該駆動部の駆動軸と該検出羽根部の従動軸との間に両者間を離隔させつつ、該駆動部の駆動軸から該検出羽根部の従動軸に非接触で動力を伝達する非接触動力伝達部を設けると共に、該検出羽根部を支持する支持部に該検出羽根部に掛かる粉粒体の荷重を検出するための荷重検出部を設けたことを特徴とする粉粒体流量計測装置。
【請求項２】
該非接触動力伝達部は、磁力を利用して該駆動部の駆動軸から該検出羽根部の従動軸に非接触で動力を伝達するものであることを特徴とする請求項１記載の粉粒体流量計測装置。
【請求項３】
該非接触動力伝達部は、該駆動部の駆動軸の先端に設けられ、磁石を備えた駆動側回転体と、該検出羽根部の従動軸の基端に設けられ、磁石を備えた従動側回転体とを有し、該駆動側回転体と該従動側回転体とを空間を介して対向するように配置してなるものであり、該駆動側回転体の磁石と該従動側回転体の磁石との間で生じる磁気反発力を利用して、該駆動部の駆動軸から該検出羽根部の従動軸に非接触で動力を伝達するものであることを特徴とする請求項２記載の粉粒体流量計測装置。
【請求項４】
該駆動側回転体は、該駆動部の駆動軸の先端周囲に放射状に延在するように設けられ、それぞれが磁石を備えると共に、それら磁石を回転体の回転方向に両磁極が同じ向きで並ぶ配置で備えた複数の羽根棒からなるものであり、又、該従動側回転体は、該検出羽根部の従動軸の基端周囲に放射状に延在するように設けられ、それぞれが磁石を備えると共に、それら磁石を回転体の回転方向に両磁極が同じ向きで並ぶ配置で備えた複数の羽根棒からなるものであることを特徴とする請求項３記載の粉粒体流量計測装置。
【請求項５】
該駆動側回転体の磁石及び／又は該受動側回転体の磁石は、対向する他方の回転体側に向けて該複数の羽根棒から突出するようにそれぞれ設けられたものであることを特徴とする請求項４記載の粉粒体粒体流量計測装置。
【請求項６】
該駆動側回転体の磁石及び該受動側回転体の磁石は、該駆動側回転体と該従動側回転体とが所定位置に配置された際に、両回転体の回転方向に沿って互いの磁石同士が同じ磁極で隣り合いながら交互に並ぶようにそれぞれ配置されたものであることを特徴とする請求項４又は５記載の粉粒体流量計測装置。
【請求項７】
該荷重検出器が設けられる支持部は、該検出羽根部の従動軸を支持する従動軸支持部を含むものであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか記載の粉粒体流量計測装置。
【請求項８】
該荷重検出器はロードセルであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか記載の粉粒体流用計測装置。
【請求項９】
該検出羽根部は、羽根板を複数有するものであると共に、隣り合う羽根板の間に一方の羽根板から他方の羽根板に至るように設けられた湾曲凹面部を更に有するものであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか記載の粉粒体流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体流量計測装置に関し、より詳細には、回転する羽根板を用いた回転羽根式の粉粒体流量計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種粉粒体の製造ラインや供給ラインには、粉粒体の流量を計測するための粉粒体流量計測装置が設けられている。
【０００３】
粉粒体流量計測装置には種々のものがあるが、粉粒体の流路中に回転する羽根板を設け、回転する羽根板に載る粉粒体の重さからその流量を計測する回転羽根式の装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８２２３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の回転羽根式の粉粒体流量計測装置は、羽根板を回転させる必要があることから、羽根板の回転軸（従動軸）とモータ等の駆動部の回転軸（原動軸）とがカップリングにより接続されて、羽根板側の構成部分と駆動部側の構成部分とが一体のものとなっており、羽根板に載る粉粒体の重さを量るためのロードセル等の荷重検出器が羽根板側の構成部分と駆動部側の構成部分の両方の重さを共に量るものとなっている。
【０００６】
即ち、従来の回転羽根式の粉粒体流量計測装置は、ロードセル等の荷重検出器により駆動部側の構成部分を含めた大きな重さを量ることにより計測対象物である粉粒体の小さな重さを量るものとなっている。
【０００７】
このため、従来の回転羽根式の粉粒体流量計測装置は、計測対象物である粉粒体の荷重の微小な変化を検出するのが困難であり、特に計測対象物が重さのとても軽い粉体である場合、その重さを高い精度で量るのが困難であり、その流量を高い精度で計測するのが困難であるという問題がある。
【０００８】
なお、従来の回転羽根式の粉粒体流量計測装置においては、回転する羽根板に載る粉粒体の重さからその流量を計測するものとなっていることから、計測対象物が粒子が細かい粉体であったとしても、羽根板が回転することにより、粉体が羽根板に付着して堆積等してしまうのを防ぐことができるようになっているといえるが、羽根板は複数枚の単なる平板を回転軸の周囲に等間隔で放射状に配置して設けただけのものとなっており、羽根板自体は計測対象物が付着して堆積等してしまうのを防ぐための構成部分を備えたものとはなっていない。
【０００９】
この発明は、上記の事情に鑑み、粉粒体の流量を高い精度で計測することができる粉粒体流量計測装置を提供することを目的とするものであり、又、粉粒体の付着の防止性を向上させることができる粉粒体流量計測装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、回転駆動機構によって回転する駆動軸を有する駆動部と、該駆動部の駆動軸から伝達される動力によって回転する従動軸を有すると共に、該従動軸の周囲に設けられた羽根板を有し、該羽根板が粉粒体の流路中に位置するように設けられる検出羽根部とを備え、該検出羽根部に掛かる粉粒体の荷重から粉粒体の流量を計測する粉粒体流量計測装置において、該駆動部の駆動軸と該検出羽根部の従動軸との間に両者間を離隔させつつ、該駆動部の駆動軸から該検出羽根部の従動軸に非接触で動力を伝達する非接触動力伝達部を設けると共に、該検出羽根部を支持する支持部に該検出羽根部に掛かる粉粒体の荷重を検出するための荷重検出部を設けたことを特徴とする粉粒体流量計測装置である。
【００１１】
又、この発明は、該非接触動力伝達部は、磁力を利用して該駆動部の駆動軸から該検出羽根部の従動軸に非接触で動力を伝達するものであることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。
【００１２】
又、この発明は、該非接触動力伝達部は、該駆動部の駆動軸の先端に設けられ、磁石を備えた駆動側回転体と、該検出羽根部の従動軸の基端に設けられ、磁石を備えた従動側回転体とを有し、該駆動側回転体と該従動側回転体とを空間を介して対向するように配置してなるものであり、該駆動側回転体の磁石と該従動側回転体の磁石との間で生じる磁気反発力を利用して、該駆動部の駆動軸から該検出羽根部の従動軸に非接触で動力を伝達するものであることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。
【００１３】
又、この発明は、該駆動側回転体は、該駆動部の駆動軸の先端周囲に放射状に延在するように設けられ、それぞれが磁石を備えると共に、それら磁石を回転体の回転方向に両磁極が同じ向きで並ぶ配置で備えた複数の羽根棒からなるものであり、又、該従動側回転体は、該検出羽根部の従動軸の基端周囲に放射状に延在するように設けられ、それぞれが磁石を備えると共に、それら磁石を回転体の回転方向に両磁極が同じ向きで並ぶ配置で備えた複数の羽根棒からなるものであることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。
【００１４】
又、この発明は、該駆動側回転体の磁石及び／又は該受動側回転体の磁石は、対向する他方の回転体側に向けて該複数の羽根棒から突出するようにそれぞれ設けられたものであることを特徴とする粉粒体粒体流量計測装置である。
【００１５】
又、この発明は、該駆動側回転体の磁石及び該受動側回転体の磁石は、該駆動側回転体と該従動側回転体とが所定位置に配置された際に、両回転体の回転方向に沿って互いの磁石同士が同じ磁極で隣り合いながら交互に並ぶようにそれぞれ配置されたものであることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。
【００１６】
又、この発明は、該荷重検出器が設けられる支持部は、該検出羽根部の従動軸を支持する従動軸支持部を含むものであることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。
【００１７】
又、この発明は、該荷重検出器はロードセルであることを特徴とする粉粒体流用計測装置である。
【００１８】
又、この発明は、該検出羽根部は、羽根板を複数有するものであると共に、隣り合う羽根板の間に一方の羽根板から他方の羽根板に至るように設けられた湾曲凹面部を更に有するものであることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、駆動部の駆動軸から検出羽根部の従動軸に動力を伝達することができつつも、駆動部側の構成部分と検出羽根部側の構成部分とを重量的には縁切りすることができ、検出羽根部側の構成部分のみの重さから検出羽根部に掛かる粉粒体の荷重を検出することができる。
【００２０】
従って、この発明によれば、粉粒体の荷重の微小な変化を従来例に比べて検出し易くすることができ、計測対象物が重さのとても軽い粉体であっても、その重さを高い精度で量ることができ、その流量を高い精度で計測することができ、粉粒体の流量を高い精度で計測することができる粉粒体流量計測装置を提供することができる。
【００２１】
又、この発明によれば、検出羽根部を隣り合う羽根板の間に一方の羽根板から他方の羽根板に至るように設けられた湾曲凹面部を更に有するものとすることで、羽根板自体を粉体が付着して堆積等してしまうのを防ぐための構成部分を備えたものとすることができる。
【００２２】
従って、この発明によれば、粉粒体の付着の防止性を向上させることができる粉粒体流量計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施形態の一例を示し、粉粒体流量計測装置の正面図である（駆動部側の構成部分の図示を省略してある）。
【図２】同上を示し、検出羽根部側の構成部分と駆動部側の構成部分の概略構成図である。
【図３】同上を示し、非接触動力伝達部の駆動側回転体の縦断面図と図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】同上を示し、非接触動力伝達部の従動側回転体の縦断面図と図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図５】同上を示し、非接触動力伝達部の駆動側回転体及び従動側回転体の図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図６】同上を示し、検出羽根部の羽根板の構成部分の略図である。
【図７】同上を示し、検出羽根部の羽根板の他の例の構成部分の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
この発明の実施形態を図１乃至７に基づき説明する。
【００２５】
粉粒体流量計測装置１は、各種粉粒体の製造装置や供給装置のライン中に設けられて、各種粉粒体の流量を連続的に計測したり、計測した上で制御して定量供給するのに用いられるものであり、そのために、図１に示したように、各種粉粒体の製造装置や供給装置のライン中に接続される入口部２ａと出口部２ｂを有し、内部に計測対象である各種粉粒体の流路が形成される計測用筐体２を備え、又、図１及び図２に示したように、回転駆動機構であるモータ３ａによって回転する駆動軸３ｂを有する駆動部３と、駆動部３の駆動軸３ｂから伝達される動力によって回転する従動軸４ｂを有すると共に、従動軸４ｂの周囲に設けられた複数枚の羽根板４ａを有し、それら羽根板４ａが粉粒体の流路中に位置するように前記の計測用筐体２内に収納される検出羽根部４と、検出羽根部４に掛かる粉粒体の荷重、具体的には、検出羽根部４の羽根板４ａに載る粉粒体の荷重を検出するための荷重検出器であるロードセル５とを備え、検出羽根部４の羽根板４ａを回転させながら、羽根板４ａに載る粉粒体の荷重をロードセル５で検出して、その検出値から計測対象である各種粉粒体の流量を計測することができるものとなっている。
【００２６】
そして、粉粒体流量計測装置１は、図１及び図２に示したように、更に、駆動部３の駆動軸３ｂから検出羽根部４の従動軸４ｂに動力を伝達する手段として、駆動部３の駆動軸３ｂと検出羽根部４の従動軸４ｂとの間に両者間を空間で離隔しつつ、駆動部３の駆動軸３ｂから検出羽根部４の従動軸４ｂに非接触で動力を伝達する非接触動力伝達部６を備えているものとなっていると共に、前記のロードセル５が検出羽根部４を支持する支持部７中に設けられたものとなっており、駆動部３の駆動軸３ｂから検出羽根部４の従動軸４ｂに動力を伝達することができつつも、駆動部３側の構成部分と検出羽根部４側の構成部分とを重量的には縁切りすることができ、検出羽根部４側の構成部分のみの重さから検出羽根部４に掛かる粉粒体の荷重を検出することができるものとなっている。
【００２７】
つまり、粉粒体流量計測装置１は、検出羽根部４の羽根板４ａを回転させながら、羽根板４ａに載る粉粒体の荷重をロードセル５で検出して、その検出値から粉粒体の流量を計測することができるものでありつつも、従来例に比べて粉粒体の荷重の微小な変化を検出し易くすることができるものとなっており、計測対象物が重さのとても軽い粉体であっても、その重さを高い精度で量ることができ、その流量を高い精度で計測することができるものとなっている。
【００２８】
ここで、粉粒体流量計測装置１において、駆動部３にはモータ３ａに電源を供給するケーブル（図示省略）が引っ張られたりすることによって負荷が掛かる場合があるが、そのような負荷が駆動部３に掛かったとしても、粉粒体計測装置１は、駆動部３側の構成部分と検出羽根部４側の構成部分とが重量的に縁切りされ、検出羽根部４側の構成部分のみの重さから検出羽根部４に掛かる粉粒体の荷重を検出するものとなっていることで、その荷重の検出に影響が出ないものとなっている。
【００２９】
本実施形態の粉粒体流用計測装置１の構成についてより詳細に説明する。
【００３０】
粉粒体流量計測装置１において、非接触動力伝達部６は、駆動部３の駆動軸の先端に設けられ、磁石を備えた駆動側回転体６ａと、検出羽根部４の従動軸の基端に設けられ、磁石を備えた従動側回転体６ｂとを有し、駆動側回転体と該従動側回転体とを空間を介して対向させて所定位置に配置してなるものとなっており、駆動側回転体６ａの磁石と従動側回転体６ｂの磁石との間で生じる磁気反発力を利用して、駆動部３の駆動軸３ｂから検出羽根部４の従動軸４ｂに非接触で動力を伝達することができるものとなっている。
【００３１】
具体的には、非接触動力伝達部６は、図３及び図４に示したように、駆動側回転体６ａが、駆動部３の駆動軸３ｂの先端周囲に放射状に延在するように設けられ、それぞれが先端に高磁力の永久磁石（例えば１Ｔ）である６ａｍを備えると共に、それら磁石６ａｍを回転体６ａの回転方向に両磁極ＮＳが同じ向きで並ぶ配置で備えた複数の羽根棒６ａｂからなるものとなっており、又、従動側回転体６ｂが、検出羽根部４の従動軸４ｂの基端周囲に放射状に延在するように設けられ、それぞれが先端に高磁力の永久磁石（例えば１Ｔ）である磁石６ｂｍを備えると共に、それら磁石６ｂｍを回転体６ｂの回転方向に両磁極ＮＳが同じ向きで並ぶ配置で備えた複数の羽根棒６ｂｂからなるものとなっており、更に、駆動側回転体６ａの磁石６ａｍが羽根棒６ａｂから従動側回転体６ｂ側に突出するようにそれぞれ設けられたものとなっており、そして、図５に示したように、駆動側回転体６ａの磁石６ａｍ及び受動側回転体６ｂの磁石６ｂｍが、駆動側回転体６ａと従動側回転体６ｂとが所定位置に配置された状態で、両回転体６ａ，６ｂの回転方向に沿って互いの磁石６ａｍ，６ｂｍ同士が同じ磁極（ＮとＮ同士及びＳとＳ同士）で隣り合いながら交互に並ぶようにそれぞれ位置するように配置されたものとなっている。
【００３２】
非接触動力伝達部６は、前記のように、駆動側回転体６ａの磁石６ａｍ及び受動側回転体６ｂの磁石６ｂｍが、両回転体６ａ，６ｂの回転方向に沿って互いの磁石６ａｍ，６ｂｍ同士が同じ磁極（ＮとＮ同士及びＳとＳ同士）で隣り合いながら交互に並ぶようにそれぞれ位置するように配置されたものとなっているが、この配置構造により、駆動部３の駆動軸３ｂから検出羽根部４の従動軸４ｂへの磁気反発力を利用した動力の伝達を効率よく行うことができるようになっていると共に、ロードセル５の荷重検出方向Ａ１に動力由来の荷重成分が影響するのを防ぐことができるようになっている。
【００３３】
尚、本実施形態では、非接触動力伝達部６において、駆動側回転体６ａの磁石６ａｍの側を従動側回転体６ｂ側に突出するように設けられたものとなっているが、それに代えて、従動側回転体６ｂの磁石６ｂｍの側を駆動側回転体６ａ側に突出するように設けられたものとしてもよいし、両回転体６ａ，６ｂの磁石６ａｍ，６ｂｍの両方の側をそれぞれ他方の回転体側に突出するように設けられたものとしてもよい。
【００３４】
又、粉粒体流量計測装置１において、ロードセル５は、図２に示したように、演算処理部を内部に有する表示器９に接続されており、表示器９は、ロードセル５が検出した検出羽根部４に掛かる粉粒体の荷重の検出値から流量値（単位時間当たりの粉粒体の重量）や積算値（流れた粉粒体の総重量）等を計算すると共にその結果を表示することができるものとなっている。
【００３５】
又、粉粒体流量計測装置１において、ロードセル５が設けられた支持部７は、本実施形態では、検出羽根部４をその下方から支持するものとなっており、又、検出羽根部４の従動軸４ｂを回転可能に支持する従動軸支持部７ａ（一対のベアリング７ａｂとそれらの固定台７ａｃからなる）を含むものとなっており、従動軸支持部７ａの重心位置の垂直下方に圧縮荷重を検出可能なロードセル５の検出部５ａが位置し、垂直下方の荷重検出方向Ａ１を形成するようにロードセル５が設けられたものとなっている。
【００３６】
尚、本実施形態においてはロードセル５として圧縮荷重を検出可能なものを用いているが、検出羽根部４をその上方から吊り下げ支持する支持部を設け、その支持部に引っ張り荷重を検出するロードセルを設けるようにしてもよい。
【００３７】
又、粉粒体流量計測装置１において、検出羽根部４は、図１に示したように、複数の羽根板４ａの従動軸４ｂの軸長方向に沿う長さが筐体２のホッパー形状の入口部２ａの下端開口の直径よりも長いものとなっており、入口部２ａから筐体２内に流入する粉粒体の全てが複数の羽根板４ａ上に載るようになっており、又、複数の羽根板４ａの従動軸４ｂの軸長方向に沿う長さ方向両端位置に一対の端版４ｃ（形状はそれぞえれ円板状とすることができる）を備えたものとなっており、複数の羽根板４ａ上に載る粉粒体が両端側から落ちるのを防ぐことができるようになっている。
【００３８】
又、粉粒体流量計測装置１において、検出羽根部４の複数の羽根板４ａは、それぞれ平板状の形状のものとなっており、それらが図６に示したように、従動軸４ｂの周囲に放射状に延在するように設けられたものとなっている。
【００３９】
ここで、粉粒体流量計測装置１は、回転する検出羽根部４の羽根板４ａに載る粉粒体の荷重を検出して、その流量を計測するものとなっており、計測対象物が粒子が細かい粉体であったとしても、検出羽根部４の羽根板４ａが回転することにより、粉体が羽根板４ａに付着して堆積等してしまうのを防ぐことができるものとなっているが、検出羽根部４の羽根板４ａが平板状の形状のものであると、場合によっては（粉体が吸湿状態にある場合等）、図６に示したように、隣り合う平板状の羽根板４ａの間の羽根板４ａの従動軸４ｂとの接合部分辺りに符号Ｐ１で示したように粉体が付着してしまう可能性があると考えられる。
【００４０】
そこで、粉粒体流量計測装置１において、検出羽根部４の複数の羽根板４ａは、図７に示したように、隣り合う羽根板４ａの間に一方の羽根板４ａから他方の羽根板４ａに至るように設けられた湾曲凹面部４ｄを有するものとしてもよく、羽根板４ａ自体に粉体が付着してしまうのを防ぐ手段を備えたものとし、羽根板４ａへの粉体の付着の防止性を向上させることができるようにしてもよい。
【００４１】
最後に、本実施形態の粉粒体流量計測装置１の動作について説明する。
【００４２】
粉粒体流量計測装置１内を流下する粉粒体Ｐは、非接触動力伝達部６を介して駆動部３から伝達される動力によって回転する検出羽根部４の羽根板４ａ上に一旦載った上で流下するが、その際、ロードセル５は、粉粒体Ｐの流量に応じて動的に変化する検出羽根部４に掛かる粉粒体の荷重を検出し、その検出値を表示器９に出力し、表示器９は、ロードセル５から出力された検出値に基づき、粉粒体Ｐの流量値（単位時間当たりの粉粒体の重量）や積算値（流れた粉粒体の総重量）等を計算して表示する。
【００４３】
以上、この発明の実施形態を図１乃至図７に基づき説明したが、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で適宜構成の変更、追加又は削除等が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４４】
１：粉粒体流量計測装置  ２：計測用筐体  ２ａ：入口部  ２ｂ：出口部
３：駆動部  ３ａ：モータ  ３ｂ：駆動軸  ４：検出羽根部  ４ａ：羽根板
４ｂ：従動軸  ４ｃ：端板  ４ｄ：湾曲凹面部  ５：ロードセル
５ａ：検出部  ６：非接触動力伝達部  ６ａ：駆動側回転体  ６ａｂ：羽根棒  
６ａｍ：磁石  ６ｂ：従動側回転体  ６ｂｂ：羽根棒  ６ｂｍ：磁石
７：支持部  ７ａ：従動軸支持部  ７ａｂ：ベアリング  ７ａｃ：固定台
８：装置ベース  ９：表示器  Ａ１：荷重検出方向
Ｐ：粉粒体  Ｐ１：付着した粉体
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図２】
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【図６】
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