特開 2024-180047 穀物タンクのレベルセンサ異常検知システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024180047

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】穀物タンクのレベルセンサ異常検知システム

(51)【国際特許分類】

   B65G 65/40 20060101AFI20241219BHJP

   B65G 65/48 20060101ALI20241219BHJP

   A01F 25/14 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

B65G65/40 C

B65G65/48 D

A01F25/14 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023099471

(22)【出願日】2023-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000001812

【氏名又は名称】株式会社サタケ

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】熊本 一夫

(72)【発明者】

【氏名】松村 秀正

(72)【発明者】

【氏名】新谷 昭博

【テーマコード（参考）】

2B100

3F075

【Ｆターム（参考）】

2B100AA02

2B100GA01

2B100GB06

3F075AA09

3F075BA02

3F075BB01

3F075CA06

3F075CA09

3F075CB02

3F075CB12

3F075CC04

3F075DA02

(57)【要約】

【課題】穀物タンク内に配置されるレベルセンサの異常を検知することが可能な、穀物タンクのレベルセンサ異常検知システムを提供すること。
【解決手段】穀物タンク１内の回転翼２０を回転させる駆動モータ２３の電流値を計測する電流値計測手段５１と、前記穀物タンク１内において貯留上限にある穀物を検出可能な上部レベルセンサ４０と、前記穀物タンク１内の排出口１１の周辺にある穀物を検出可能な下部レベルセンサ４１と、前記電流値計測手段５１によって計測された前記電流値と前記上部レベルセンサ４０及び前記下部レベルセンサ４１による穀物の検出結果とに基づいて、前記上部レベルセンサ４０及び前記下部レベルセンサ４１における異常の有無を判定可能なレベルセンサ異常判定手段５０とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

穀物タンク内の回転翼を回転させる駆動モータの電流値を計測する電流値計測手段と、
前記穀物タンク内において貯留上限にある穀物を検出可能な上部レベルセンサと、
前記穀物タンク内の排出口の周辺にある穀物を検出可能な下部レベルセンサと、
前記電流値計測手段によって計測された前記電流値と前記上部レベルセンサ及び前記下部レベルセンサによる穀物の検出結果とに基づいて、前記上部レベルセンサ及び前記下部レベルセンサにおける異常の有無を判定可能なレベルセンサ異常判定手段と、を備えた
ことを特徴とする穀物タンクのレベルセンサ異常検知システム。

【請求項2】

前記回転翼は、前記穀物タンク内における穀物のブリッジを解消することができる
請求項１に記載の穀物タンクのレベルセンサ異常検知システム。

【請求項3】

前記回転翼は、
前記上部レベルセンサと前記下部レベルセンサとの間に配置される第１回転翼と、
前記第１回転翼と下部レベルセンサとの間に配置される第２回転翼とから成る
請求項１又は２に記載の穀物タンクのレベルセンサ異常検知システム。

【請求項4】

前記レベルセンサ異常判定手段は、前記穀物タンク内における穀物の有無を判別するために前記駆動モータの電流値の閾値を設定する電流閾値設定手段を備え、前記電流値計測手段が計測する電流値が前記閾値を超えた場合に前記穀物タンク内に穀物が存在すると判別する
請求項１又は２に記載の穀物タンクのレベルセンサ異常検知システム。

【請求項5】

前記レベルセンサ異常判定手段は、前記穀物タンク内における穀物の有無を判別するために前記駆動モータの電流値の閾値を設定する電流閾値設定手段を備え、前記電流値計測手段が計測する電流値が前記閾値を超えた場合に前記穀物タンク内に穀物が存在すると判別する
請求項３に記載の穀物タンクのレベルセンサ異常検知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、穀物タンク内に配置されるレベルセンサの異常を検知することが可能な、穀物タンクのレベルセンサ異常検知システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、穀物タンク内における穀物のブリッジを解消し、穀物タンク内の残留穀物を排出することのできる穀物タンクとして、例えば特許文献１が開示されている。すなわち、穀物タンクの上部には供給口を備え、穀物タンクの下端部には排出口と当該排出口を開閉する排出ゲートを備えている。さらに、上記排出口付近には穀物の有無を検知するレベルセンサが設けられている。

【0003】

そして、上記レベルセンサが穀物の無いことを検知すると、上記排出ゲートが「開」状態から一旦「閉」状態となり、その後、再度排出ゲートを「開」状態にした後に「閉」状態にするよう排出ゲートを開閉制御することが記載されている。このような開閉制御により、最初に排出ゲートが閉じるときに振動あるいは衝撃を発生させて、穀物タンクの内壁面に形成された穀物のブリッジを崩壊させ、残留穀物を完全に排出させることでコンタミの防止を図ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６２－１１１８２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記したレベルセンサとして、静電容量式のセンサや、電気抵抗式のセンサ、超音波センサ、あるいはレーザセンサなどの使用が想定されるところ、信号線の漏電や断線等により、レベルセンサによる穀物の有無の検知が正常に行われない場合がある。レベルセンサに異常があると、当然ながら穀物の有無を検知することができず、上記した排出ゲートの開閉制御が正常に行うことができない。

【0006】

そこで、本発明は上記した問題点に鑑み、穀物タンク内に配置されるレベルセンサの異常を検知することが可能な、穀物タンクのレベルセンサ異常検知システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）に係る発明は、穀物タンク内の回転翼を回転させる駆動モータの電流値を計測する電流値計測手段と、前記穀物タンク内において貯留上限にある穀物を検出可能な上部レベルセンサと、前記穀物タンク内の排出口の周辺にある穀物を検出可能な下部レベルセンサと、前記電流値計測手段によって計測された前記電流値と前記上部レベルセンサ及び前記下部レベルセンサによる穀物の検出結果とに基づいて、前記上部レベルセンサ及び前記下部レベルセンサにおける異常の有無を判定可能なレベルセンサ異常判定手段と、を備えたことを特徴とする穀物タンクのレベルセンサ異常検知システムである。

【0008】

（２）に係る発明は、前記回転翼は、前記穀物タンク内における穀物のブリッジを解消することができる上記（１）に記載の穀物タンクのレベルセンサ異常検知システムである。

【0009】

（３）に係る発明は、前記回転翼は、前記上部レベルセンサと前記下部レベルセンサとの間に配置される第１回転翼と、前記第１回転翼と下部レベルセンサとの間に配置される第２回転翼とから成る上記（１）又は（２）に記載の穀物タンクのレベルセンサ異常検知システムである。

【0010】

（４）及び（５）に係る発明は、前記レベルセンサ異常判定手段は、前記穀物タンク内における穀物の有無を判別するために前記駆動モータの電流値の閾値を設定する電流閾値設定手段を備え、前記電流値計測手段が計測する電流値が前記閾値を超えた場合に前記穀物タンク内に穀物が存在すると判別する上記（１）乃至（３）に記載の穀物タンクのレベルセンサ異常検知システムである。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、穀物タンク内の回転翼を回転させる駆動モータの電流値と、上部レベルセンサ及び下部レベルセンサによる検出結果とに基づいて、上部レベルセンサ及び下部レベルセンサにおける異常の有無を判定可能となる。これにより各レベルセンサの異常を容易に診断することができ、穀物タンクの排出制御を適切に行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態における、穀物タンクの概略断面図である。

【図2】本発明の一実施形態における、第１回転翼の斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態における、第１回転翼の上面図である。

【図4】本発明の一実施形態における、レベルセンサ異常判定手段の概略ブロック図である。

【図5】本発明の一実施形態における、異常判定部の判定構成を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明における穀物タンクのレベルセンサ異常検知システムの一実施形態を図面とともに説明する。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態における穀物タンク１の概略断面図が示されている。穀物タンク１の外形形状は穀物を貯留することが可能な円筒部と、該円筒部の下方に円錐部１０を備えた一般的な形状を有している。

【0015】

加えて、本実施形態の穀物タンク１内には、当該穀物タンク１内において発生した穀物のブリッジを解消することが可能な回転翼２０が、穀物タンク１の中心部で回動可能に配置されている。さらに、穀物タンク１内において貯留上限にある穀物を検出可能な上部レベルセンサ４０と、当該穀物タンク１内の排出口１１の周辺にある穀物を検出可能な下部レベルセンサ４１が図示されるように配置されている。

【0016】

より詳細に説明すると、回転翼２０の回転軸上部には、当該回転翼２０を回転駆動させる駆動モータ２３が設けられている。さらに本実施形態の回転翼２０は、上部レベルセンサ４０と下部レベルセンサ４１との間に配置される第１回転翼２１と、当該第１回転翼２１と下部レベルセンサ４１との間に配置される第２回転翼２２とから構成されている。

【0017】

上記した本実施形態の第１回転翼２１は、ステンレス製から成り、回転軸から上方に傾斜する上方傾斜板２１１と、回転軸から下方に傾斜する下方傾斜板２１２とを有している。このような構成により、第１回転翼２１が回動することで穀物タンク１内において発生した穀物のブリッジを効率的に解消することが可能となる。

【0018】

一方、上記した本実施形態の第２回転翼２２は、図１に示されるように、排出口１１の上方で穀物タンク１の円錐部１０に配置されている。より詳細に説明すると、図２には本実施形態の第２回転翼２２が斜視図で示され、図３には当該第２回転翼２２の上面図が示されている。図示されるように、穀物タンク１の円錐部１０の傾斜に合わせて、円錐部１０の内面に堆積した穀物を掻き落としたり、前述した第１回転翼２１のブリッジ解消機能をさらに強化する３つの棒鋼２２１を備えている。

【0019】

そして、３つの棒鋼２２１は、リング部材２２３に固着され、当該リング部材２２３がリング支持部材２２２を介して回転翼２０の回転軸に固着されることで、穀物タンク１の円錐部１０において回動可能に構成されている。上記棒鋼２２１が穀物タンク１の円錐部１０の内面に沿って回動することで、下部レベルセンサ４１の周辺にある残留穀物を、効率的に掻き落とすことができる。

【0020】

また、図１の部分拡大図に示されるように、本実施形態の回転翼２０の下端部は、穀物タンク１の下方に固定された軸支部材２４によって回動可能に軸支されている。より詳細に説明すると、軸支部材２４は、回転翼２０の下端から突出する嵌合部２５を軸支可能に構成され、穀物タンク１の円錐部１０の内面に棒状の支持部材を介して固定されている。このように構成することで、回転翼２０の下方が穀物タンク１内で偏心することを効果的に抑制することができる。

【0021】

続いて、本実施形態のレベルセンサ異常判定手段５０について説明する。図１に示されるように、少なくとも回転翼２０を回転駆動させる駆動モータ２３の電流値や、上部レベルセンサ４０及び下部レベルセンサ４１の検出信号は、レベルセンサ異常判定手段５０に入力されるように構成されている。

【0022】

図４にはレベルセンサ異常判定手段５０の概略ブロック図が示されているが、駆動モータ２３の電流値を計測する電流値計測手段５１と、上部レベルセンサ４０及び下部レベルセンサ４１の検出信号が入力される検出信号入力部５２と、電流値計測手段５１から入力する電流値及び検出信号入力部５２から入力する検出信号とに基づいて、上部レベルセンサ４０及び下部レベルセンサ４１における異常を判定する異常判定部５３と、異常判定結果を出力する表示部５４から少なくとも構成されている。

【0023】

なお、上記したレベルセンサ異常判定手段５０は、穀物タンク１に備えるようにしてもよいし、穀物タンク１を遠隔制御するネットワーク装置（パソコン、携帯端末等）にプログラムするように構成してもよい。

【0024】

次に、本実施形態の異常判定部５３における異常判定手法について、図５に示した判定構成に基づいて説明する。異常判定の前提として、穀物タンク１内に穀物が存在している場合、回転翼２０を回転駆動させると駆動モータ２３に負荷が生じ、無負荷状態時に比べて１．２倍以上の電流が流れることになる。このような負荷電流が流れているにもかかわらず、レベルセンサが穀物を検出しない場合はレベルセンサで異常が発生していると判断することができる。
また、逆に穀物タンク１内に穀物が存在していない場合、回転翼２０を回転駆動させると駆動モータ２３に負荷が生じないので、無負荷状態時の電流が流れることになる。このようなときに、レベルセンサが穀物を検出している場合はレベルセンサで異常が発生していると判断することができる。

【0025】

具体的には、図５に示されるように、上部レベルセンサ４０及び下部レベルセンサ４１がいずれもＯＮ（検出）となっているとき、回転翼２０が回動する際に計測される駆動モータ２３の電流値（Ａ）が無負荷状態電流閾値よりも大きければ、上部レベルセンサ４０及び下部レベルセンサ４１はいずれも正常であると判定される。

【0026】

上部レベルセンサ４０がＯＮ（検出）、下部レベルセンサ４１がＯＦＦ（不検出）となっているとき、回転翼２０が回動する際の駆動モータ２３の電流値（Ａ）が無負荷状態電流閾値よりも大きければ、下部レベルセンサ４１に異常が発生していると判定される。

【0027】

上部レベルセンサ４０がＯＮ（検出）、下部レベルセンサ４１がＯＦＦ（不検出）となっているとき、回転翼２０が回動する際の駆動モータ２３の電流値（Ａ）が無負荷状態電流閾値と同じであれば、上部レベルセンサ４０に異常が発生していると判定される。

【0028】

上部レベルセンサ４０がＯＦＦ（不検出）、下部レベルセンサ４１がＯＮ（検出）となっているとき、回転翼２０が回動する際の駆動モータ２３の電流値（Ａ）が無負荷状態電流閾値と同じであれば、下部レベルセンサ４１に異常が発生していると判定される。

【0029】

上部レベルセンサ４０及び下部レベルセンサ４１がいずれもＯＦＦ（不検出）となっているとき、回転翼２０が回動する際の駆動モータ２３の電流値（Ａ）が無負荷状態電流閾値よりも大きければ、下部レベルセンサ４１に異常が発生していると判定される。

【0030】

上部レベルセンサ４０及び下部レベルセンサ４１がいずれもＯＦＦ（不検出）となっているとき、回転翼２０が回動する際の駆動モータ２３の電流値（Ａ）が無負荷状態電流閾値と同じであれば、上部レベルセンサ４０及び下部レベルセンサ４１はいずれも正常であると判定される。

【0031】

なお、本実施形態のレベルセンサ異常判定手段５０は、穀物タンク１内における穀物の有無を判別するために、駆動モータ２３の電流値の閾値となる「無負荷状態電流閾値」を設定する電流閾値設定手段を備えている。そして、電流値計測手段５１が計測する電流値が「無負荷状態電流閾値」を超えた場合に、穀物タンク１内に穀物が存在すると判別する。

【0032】

本実施形態では、「無負荷状態電流閾値」を、無負荷状態における駆動モータ２３の電流値の１．２倍としている。しかし、この値は駆動モータ２３の種類や温度環境、回転翼２０の形態や穀物の種類などによって個々に異なるため、個々の穀物タンク１において、負荷状態及び無負荷状態における電流値をそれぞれ確認して「無負荷状態電流閾値」を設定することが必要である。

【0033】

また、前述した異常判定部５３による異常判定のタイミングは適宜設定可能であるが、例えば、上部レベルセンサ４０及び下部レベルセンサ４１の少なくともいずれかが、ＯＮ（検出）からＯＦＦ（不検出）、又は、ＯＦＦ（不検出）からＯＮ（検出）に遷移した場合に回転翼２０を回動させ、所定時間経過後（２秒程度）の駆動モータ２３の電流値に基づいて前述したように異常判定を実行することが可能である。もちろん、管理者や作業者手動によって、任意のタイミングで異常判定を実行することも可能である。

【0034】

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明の穀物タンクのレベルセンサ異常検知システムは必ずしも前述した実施形態に限定されるものではない。

【0035】

例えば、各地にある複数の穀物タンク１をネットワークによって遠隔監視することも可能である。これにより、遠隔監視装置側で検出したレベルセンサの異常を、速やかに各地の施設管理者に報知することが可能となる。

【0036】

また、本発明は特に穀物の種類が限定されるものではなく、米、麦、大豆、各種粉粒体において適用が可能である。加えて、上部レベルセンサ４０及び下部レベルセンサ４１についても、特定の検出方式に限定されるものではなく、本発明において利用することが可能である。

【0037】

以上、本発明の一実施形態、及び、その他の実施形態について説明したが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、又は、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の組み合わせ、又は、省略が可能である。

【符号の説明】

【0038】

１ 穀物タンク
１０ 円錐部
１１ 排出口
２０ 回転翼
２１ 第１回転翼
２１１ 上方傾斜板
２１２ 下方傾斜板
２２ 第２回転翼
２２１ 棒鋼
２２２ リング支持部材
２２３ リング部材
２３ 駆動モータ
２４ 軸支部材
２５ 嵌合部
４０ 上部レベルセンサ
４１ 下部レベルセンサ
５０ レベルセンサ異常判定手段
５１ 電流値計測手段
５２ 検出信号入力部
５３ 異常判定部
５４ 表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】