WO2021182119A1 - Level switch - Google Patents

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晋平 福井
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東和制電工業株式会社
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    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/04Single phase motors, e.g. capacitor motors

Abstract

The objective of the present invention is to provide a level switch with which a voltage supply to a motor can be reliably and completely interrupted when a deposit is detected, without configuring a suicide circuit. If rotation of a blade 5 and a shaft 4A is restricted due to the presence of a deposit, a motor 4 spins about the shaft 4A, and a switch operating rod 4B applies a pressing force to an actuator unit 6A of a microswitch 6. By means of this pressing force, the microswitch 6 outputs a second signal S2 indicating a transition from an ON state to an OFF state to a delay circuit 7, and the delay circuit 7 outputs a third signal S3 at a time point at which a delay time α has elapsed from the time at which the second signal S2 was received. A control circuit 9 outputs to a semiconductor element 10 a fourth signal S4 at a level causing the semiconductor element 10 to switch from an ON state to an OFF state. The semiconductor element 10 switches to the OFF state, thereby reliably and completely interrupting the application to the motor 4 of a first signal S1 which imparts a supply voltage to the motor 4.

Description

レベルスイッチLevel switch
 本発明は、パドル式(回転式)のレベルスイッチの制御に関する。 The present invention relates to the control of a paddle type (rotary type) level switch.
 従来、マイクロスイッチを備えた種々のレベルスイッチが提案されている(例えば、特許文献1,2,3を参照。)。 Conventionally, various level switches including microswitches have been proposed (see, for example, Patent Documents 1, 2 and 3).
 パドル式(回転式)のレベルスイッチに於いては、粉体・粒体等の測定物乃至は堆積物が検出されたときにモーターの供給電源を瞬時に切る回路として、「自殺回路」が採用されている。ここで、図1は、従来のパドル式(回転式)のレベルスイッチの自殺回路100Aの構成を模式的に示すブロック図である。尚、理解の便宜上、図1の(b)は、モーター4の側面視を模式的に示している。モーター4のシャフト4Aの一端に設けられた、シャフト4Aと共にR方向に回転している平板状の羽根5が粉体等の測定物に当接して埋もれ始めると、羽根5の回転運動が上記測定物の存在によって拘束ないしは抑止される。他方で、モーター4には、商用電源2より供給電圧が依然として印加されている。このため、モーター4のシャフト4Aの回転の抑止に応じて、モーター4は、シャフト4Aを中心軸として、その周りを自転する。そのモーター4の自転の動きに連動して、羽根5とは反対側のモーター4の部分に付属・配設されているスイッチ作動棒4Bは、シャフト4Aを中心として円弧を描く様な軌道でD方向に動くこととなり、スイッチ作動棒4Bは、マイクロスイッチ6のアクチュエータ部6Aに当接して同部6Aを押すこととなる。斯かる圧力を受けて、マイクロスイッチ6は商用電源2からの電流を瞬時に遮断する。この様に、モーター4は、測定物の存在が検出されたときに、供給電源である商用電源2の回路系統を、マイクロスイッチ6内の機械的動作を通じて自ら閉路とすることで、自らの動作を瞬時に停止することとなる。そのため、レベルスイッチの電源供給回路は、上述の通り、自殺回路100Aと称されている。 In the paddle type (rotary type) level switch, a "suicide circuit" is adopted as a circuit that instantly turns off the power supply of the motor when a measured object such as powder or granules or deposits is detected. Has been done. Here, FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a suicide circuit 100A of a conventional paddle type (rotary type) level switch. For convenience of understanding, FIG. 1B schematically shows a side view of the motor 4. When the flat plate-shaped blade 5 provided at one end of the shaft 4A of the motor 4 and rotating in the R direction together with the shaft 4A comes into contact with a measurement object such as powder and begins to be buried, the rotational movement of the blade 5 is measured as described above. It is restrained or deterred by the existence of an object. On the other hand, the supply voltage is still applied to the motor 4 from the commercial power supply 2. Therefore, in response to the suppression of the rotation of the shaft 4A of the motor 4, the motor 4 rotates around the shaft 4A as a central axis. The switch actuating rod 4B attached to and arranged on the portion of the motor 4 on the opposite side of the blade 5 in conjunction with the rotation movement of the motor 4 has a trajectory that draws an arc around the shaft 4A. The switch operating rod 4B abuts on the actuator portion 6A of the microswitch 6 and pushes the portion 6A. In response to such pressure, the microswitch 6 instantly cuts off the current from the commercial power source 2. In this way, when the presence of the object to be measured is detected, the motor 4 operates itself by closing the circuit system of the commercial power source 2 which is the power supply by itself through the mechanical operation in the microswitch 6. Will be stopped instantly. Therefore, the power supply circuit of the level switch is referred to as a suicide circuit 100A as described above.
特開2002-340655号公報JP-A-2002-340655 実用新案登録第3224683号公報Utility Model Registration No. 3224683 特開2001-311644号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-31164 特開平11-316019号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-316019 特開2006-253092号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-253092
 マイクロスイッチとしては、その製造会社に応じて、種々の構成を有するものが市場に出回っている。そのため、或る種の構成を有するマイクロスイッチを使用する場合に於いて、測定物の検出時に、モーターのスイッチ作動棒がマイクロスイッチのアクチュエータ部を押す力又は距離によってはマイクロスイッチが瞬時に完全なOFF状態へとは移行せずに、マイクロスイッチがOFF状態とON状態との間を繰り返すという不安定動作が発生する場合がある。斯かる不安定動作の発生により、測定物の検出時に、電源電圧からモーターに流れる電流が完全に遮断されない状態が生じる。 Microswitches with various configurations are on the market depending on the manufacturer. Therefore, when using a microswitch having a certain configuration, the microswitch is instantly completed depending on the force or distance at which the switch operating rod of the motor pushes the actuator portion of the microswitch when the object to be measured is detected. An unstable operation may occur in which the microswitch repeats between the OFF state and the ON state without shifting to the OFF state. Due to the occurrence of such unstable operation, the current flowing from the power supply voltage to the motor is not completely cut off when the object to be measured is detected.
 ここで、図2は、その様なマイクロスイッチ6の不安定動作が生じる不安定領域USRを模式的に示す図である。図2に於いて、測定物の検出前の段階では、モーターのスイッチ作動棒がアクチュエータ部に当接しておらず、マイクロスイッチ6のアクチュエータ部からの押圧Fは加わっていないために、一端が固定端T1に固定されている導電性引張バネ6Bの他端に固定されている可動接点T4は、一方の固定接点T2に電気的に接続されている。この状態に於いては、電源電圧からモーターに電流が流れており、モーターの羽根は回転している。それに対して、モーターの羽根の回転運動が制止されて測定物が検出された時点では、シャフトを中心としたモーターの自転に連動したスイッチ作動棒が瞬時にアクチュエータ部に当接して当該スイッチ作動棒はマイクロスイッチ6のアクチュエータ部を押して圧力Fをアクチュエータ部に加えることとなる。その結果、マイクロスイッチ6内の導電性引張バネ6Bは瞬時に変形して、可動接点T4は一方の固定接点T2から離れて対向する他方の固定接点T3に瞬時に移動する。 Here, FIG. 2 is a diagram schematically showing an unstable region USR in which such unstable operation of the microswitch 6 occurs. In FIG. 2, at the stage before the detection of the measured object, the switch operating rod of the motor is not in contact with the actuator portion, and the pressing F from the actuator portion of the micro switch 6 is not applied, so that one end is fixed. The movable contact T4 fixed to the other end of the conductive tension spring 6B fixed to the end T1 is electrically connected to one fixed contact T2. In this state, a current is flowing from the power supply voltage to the motor, and the blades of the motor are rotating. On the other hand, when the rotational movement of the blades of the motor is stopped and the object to be measured is detected, the switch operating rod linked to the rotation of the motor around the shaft instantly comes into contact with the actuator portion and the switch operating rod is concerned. Presses the actuator section of the microswitch 6 to apply pressure F to the actuator section. As a result, the conductive tension spring 6B in the microswitch 6 is instantly deformed, and the movable contact T4 is instantly moved away from one fixed contact T2 to the other fixed contact T3 facing the other.
 しかし、マイクロスイッチ6の内部構成次第では、押圧Fが導電性引張バネ6Bに加えられても、可動接点T4は他方の固定接点T3まで完全に移動せずに、その途中の不安定領域USR内で、一方の固定接点T2から離れては一方の固定接点T2に接触するというOFF状態/ON状態の繰り返し動作(チャタリング)が生じる。この様なチャタリング現象が発生する場合、商用電源からモーターに供給される電圧も、完全にOFF状態とはならずに、供給電圧のOFF状態/ON状態の繰り返し状態が継続的に生じることとなる。その結果、可動接点T4及び一方の固定接点T2の摩耗が発生することもある。更には、導電性引張バネ6Bの可動接点T4が、マイクロスイッチ6を確実に押し込めていない不安定領域USR内で停止してしまう場合が生じる。この不安定領域USRの大小は、マイクロスイッチ6のロットに応じて変化する。斯かる場合には、一方の固定接点T2と可動接点T4との間でアークが継続的に発生し、結果的に、当該アークにより両接点T2,T4が摩耗することで、導通不具合に至ることがある。この問題点は、マイクロスイッチ内部の機械的なON/OFFスイッチング動作に応じてモーターが自らその電源電圧を遮断しようとする自殺回路に付随する不具合要因であると、言える。又、斯かる問題点は、マイクロスイッチに代えて、他のスイッチ部品を、例えばリレー又はフォトカプラの様なスイッチ部品を用いて同じく自殺回路を構成する場合に於いても、同様に生じる問題点である。 However, depending on the internal configuration of the microswitch 6, even if the pressing F is applied to the conductive tension spring 6B, the movable contact T4 does not completely move to the other fixed contact T3, and the inside of the unstable region USR in the middle thereof. Then, a repetitive operation (chattering) of the OFF state / ON state occurs in which the one fixed contact T2 is separated from the one fixed contact T2 and is contacted with the one fixed contact T2. When such a chattering phenomenon occurs, the voltage supplied from the commercial power supply to the motor is not completely turned off, and the supply voltage is continuously in the OFF state / ON state repeatedly. .. As a result, wear of the movable contact T4 and one of the fixed contacts T2 may occur. Further, the movable contact T4 of the conductive tension spring 6B may stop in the unstable region USR where the microswitch 6 is not securely pushed. The magnitude of this unstable region USR changes according to the lot of the microswitch 6. In such a case, an arc is continuously generated between one fixed contact T2 and the movable contact T4, and as a result, both contacts T2 and T4 are worn by the arc, resulting in a conduction failure. There is. It can be said that this problem is a defect factor associated with the suicide circuit in which the motor tries to cut off the power supply voltage by itself in response to the mechanical ON / OFF switching operation inside the microswitch. Further, such a problem also occurs when a suicide circuit is similarly configured by using another switch component instead of the micro switch, for example, a switch component such as a relay or a photocoupler. Is.
 (発明の目的)
 この発明はその様な導通不具合の発生という問題点に鑑みて成されたものであり、その主目的は、使用するスイッチ部品(例:マイクロスイッチ)の構成・ロットの如何に拘らず、且つ、自殺回路を構成すること無く、測定物の検出時にモーターの供給電源を確実に且つ完全に切ることが出来るレベルスイッチを提供する点にある。
(Purpose of Invention)
The present invention has been made in view of the problem of the occurrence of such a continuity failure, and its main purpose is regardless of the configuration and lot of switch parts (eg, microswitches) used, and The point is to provide a level switch that can reliably and completely turn off the power supply of the motor when the object to be measured is detected without forming a suicide circuit.
 本発明の主題に係るレベルスイッチは、羽根拘束時に於けるシャフトを中心としたモーターの自転により前記モーターがON状態からOFF状態へと移行する最初の時点より所定の遅延時間だけ経過した時点に於いて、前記モーターに印加されている電源電圧を電気的に遮断する電子回路を備えており、前記電子回路は、前記電子回路の電気系統内に、 前記モーターがON状態からOFF状態へと移行する前記最初の時点を検出する一つのみのスイッチ部を備えており、前記電子回路は、前記電気系統内に於いて、前記一つのみのスイッチ部が出力する前記最初の時点の検出信号に応じて前記最初の時点より前記所定の遅延時間だけ電気的に遅延させた時点に於いて、前記モーターの前記電源電圧を電気的に遮断することを特徴とする。 The level switch according to the subject of the present invention is at a time when a predetermined delay time has elapsed from the first time when the motor shifts from the ON state to the OFF state due to the rotation of the motor around the shaft when the blades are restrained. It is provided with an electronic circuit that electrically cuts off the power supply voltage applied to the motor, and the electronic circuit shifts from the ON state to the OFF state in the electric system of the electronic circuit. The electronic circuit includes only one switch unit for detecting the first time point, and the electronic circuit responds to the detection signal of the first time point output by the only one switch unit in the electric system. It is characterized in that the power supply voltage of the motor is electrically cut off at a time when the motor is electrically delayed by the predetermined delay time from the first time point.
 本発明の主題に係るレベルスイッチは、自殺回路を構成すること無く、測定物の検出時にモーターの供給電源を確実に且つ完全に切ることが出来る。
 以下、本発明の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。
The level switch according to the subject of the present invention can reliably and completely turn off the power supply of the motor when the object to be measured is detected without forming a suicide circuit.
Hereinafter, various realizations of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, together with their effects and advantages.
従来のレベルスイッチの自殺回路の構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of the suicide circuit of the conventional level switch. レベルスイッチで用いられるマイクロスイッチの不安定領域を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the unstable region of the microswitch used in a level switch. 本発明の実施の形態1に係るレベルスイッチの構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of the level switch which concerns on Embodiment 1 of this invention.
 (実施の形態1)
 <レベルスイッチの中核部>
 本実施の形態に係るレベルスイッチは、自殺回路を構成すること無く、電子回路によって遅延回路を構成した上で当該レベルスイッチのモーターの供給電源のスイッチングを電気的に制御するものである。
(Embodiment 1)
<Core of level switch>
The level switch according to the present embodiment electrically controls the switching of the supply power supply of the motor of the level switch after forming a delay circuit by an electronic circuit without forming a suicide circuit.
 即ち、本レベルスイッチが有する「電子回路」は、羽根拘束時(堆積物検出時)に於けるシャフトを中心としたモーターの自転によりモーターがON状態からOFF状態へと移行する最初の時点より所定の遅延時間だけ経過した時点に於いて、モーターに印加されている電源電圧を電気的に遮断する機能を備えている。より具体的には、本「電子回路」は、羽根を有するモーターのスイッチ作動棒が、スイッチ部であるマイクロスイッチのアクチュエータ部に最初に当接した時点より所定の遅延時間だけ経過した時点に於いて、モーターに印加されている電源電圧を電気的に遮断する機能を備えている。ここで、「所定の遅延時間」は、例えば、マイクロスイッチをスイッチ部として用いる場合には、モーターの回転速度及びマイクロスイッチ内の可動接点が一方の固定接点から対向する他方の固定接点へ移動するまでの距離に基づき設定される。 That is, the "electronic circuit" of this level switch is predetermined from the first time when the motor shifts from the ON state to the OFF state due to the rotation of the motor around the shaft when the blades are restrained (at the time of deposit detection). It has a function to electrically cut off the power supply voltage applied to the motor when the delay time of the above has elapsed. More specifically, in this "electronic circuit", a predetermined delay time elapses from the time when the switch operating rod of the motor having blades first abuts on the actuator part of the microswitch which is the switch part. It also has a function to electrically cut off the power supply voltage applied to the motor. Here, the "predetermined delay time" is, for example, when the micro switch is used as a switch unit, the rotation speed of the motor and the movable contact in the micro switch move from one fixed contact to the other fixed contact facing each other. It is set based on the distance to.
 <レベルスイッチの構成>
 図3は、本実施の形態に係るパドル式(回転式)のレベルスイッチ100の電気的構成を模式的に示すブロック図である。尚、理解の便宜上、図3の(b)は、モーターの側面視を模式的に示している。図3に於いて、R方向に回転する平板状の羽根5を有するモーター4の構成、マイクロスイッチ6の構成、及び、測定物(図示せず。)の検出時にモーター4の付属部品であるスイッチ作動棒4BがD方向に移動してマイクロスイッチ6のアクチュエータ部6Aに接触して押圧を加える動作は、図1に示される対応する構成要素5,4,6,4A,4B,6Aと同一であり、既述した図1に関する記載が援用される。
<Level switch configuration>
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the electrical configuration of the paddle type (rotary type) level switch 100 according to the present embodiment. For convenience of understanding, FIG. 3B schematically shows a side view of the motor. In FIG. 3, a configuration of a motor 4 having a flat plate-shaped blade 5 rotating in the R direction, a configuration of a microswitch 6, and a switch which is an accessory component of the motor 4 when a measurement object (not shown) is detected. The operation of the operating rod 4B moving in the D direction to contact and press the actuator portion 6A of the microswitch 6 is the same as the corresponding components 5, 4, 6, 4A, 4B, 6A shown in FIG. Yes, the above-mentioned description regarding FIG. 1 is incorporated.
 レベルスイッチ100の電源1は、商用電源2と、商用電源2に接続された電圧発生回路3とより構成される。ここで、電圧発生回路3は、AC90V乃至AC264Vの範囲内の交流電圧を供給する商用電源2に対応可能な電子回路である。即ち、電圧発生回路3は、1)商用電源2の供給電圧をAC/DC変換した上で例えばDC5Vの直流電圧(第2レベルの直流電源電圧)を生成し、当該DC5Vの直流電圧を後述する各構成要素6,7,9に供給すると共に、2)商用電源2の供給電圧より例えばAC24Vの交流電圧(第1レベルの交流電源電圧)を生成した上で当該交流電圧を与える第1信号S1を後述する各構成要素10,4に供給する。尚、上記の直流電圧の値DC5V及び交流電圧の値AC24Vは一例であって、直流電圧の値及び交流電圧の値は、それぞれ、任意の値に設定される。 The power supply 1 of the level switch 100 is composed of a commercial power supply 2 and a voltage generation circuit 3 connected to the commercial power supply 2. Here, the voltage generation circuit 3 is an electronic circuit compatible with a commercial power supply 2 that supplies an AC voltage in the range of AC90V to AC264V. That is, the voltage generation circuit 3 1) AC / DC-converts the supply voltage of the commercial power supply 2 and then generates, for example, a DC voltage of DC5V (second level DC power supply voltage), and the DC voltage of the DC5V will be described later. The first signal S1 that supplies the components 6, 7, and 9 and 2) generates an AC voltage of AC24V (first level AC power supply voltage) from the supply voltage of the commercial power supply 2 and then gives the AC voltage. Is supplied to each of the components 10 and 4, which will be described later. The DC voltage value DC5V and the AC voltage value AC24V are examples, and the DC voltage value and the AC voltage value are set to arbitrary values, respectively.
 マイクロスイッチ6は、一方で、電圧発生回路3より上記DC5Vの直流電圧を与えられる入力端子(入力端)を備えており、当該入力端子はマイクロスイッチ6内部の既述の一方の固定接点T2(図2参照。)に接続されている。他方で、マイクロスイッチ6は、マイクロスイッチ6内部の固定端子T1(図2参照。)に接続された出力端子(出力端)を有しており、当該出力端子より第2信号S2を出力する。 On the other hand, the microswitch 6 is provided with an input terminal (input terminal) to which the DC voltage of DC5V is applied from the voltage generation circuit 3, and the input terminal is one of the above-mentioned fixed contacts T2 (inside the microswitch 6). See FIG. 2). On the other hand, the microswitch 6 has an output terminal (output terminal) connected to a fixed terminal T1 (see FIG. 2) inside the microswitch 6, and outputs a second signal S2 from the output terminal.
 レベルスイッチ100の中核部を成す遅延回路7は電子回路(IC)より成り、マイクロスイッチ6の上記出力端子に接続されて第2信号S2を受信する入力端子(入力端)、及び、第2信号S2の受信時に応じて当該受信時から所定の遅延時間αを経過した時点で、第2信号S2のレベルに対応したレベルを有する第3信号(制御信号)S3を出力する出力端子(出力端)を有している。ここで、所定の遅延時間αは、既述の通り、モーター4の回転速度及びマイクロスイッチ6内の可動接点T4(図2参照。)が一方の固定接点T2から対向する他方の固定接点T3へ横移動するまでの距離に基づき算出された時間である。当該算出された時間は、予め、所定の遅延時間αとして、遅延回路7に設定されている。例えば、所定の遅延時間αは、0.05秒~0.1秒に設定される。 The delay circuit 7 forming the core of the level switch 100 is composed of an electronic circuit (IC), and is connected to the output terminal of the microswitch 6 to receive the second signal S2, and the second signal. Output terminal (output terminal) that outputs a third signal (control signal) S3 having a level corresponding to the level of the second signal S2 when a predetermined delay time α has elapsed from the time of receiving S2. have. Here, the predetermined delay time α is, as described above, the rotational speed of the motor 4 and the movable contact T4 (see FIG. 2) in the microswitch 6 from one fixed contact T2 to the other fixed contact T3 facing each other. It is the time calculated based on the distance to lateral movement. The calculated time is set in advance in the delay circuit 7 as a predetermined delay time α. For example, the predetermined delay time α is set to 0.05 seconds to 0.1 seconds.
 モータードライバ8は、半導体素子(スイッチ)10のスイッチング動作を制御する電子回路(IC)である制御回路9と、スイッチング素子として機能する半導体素子10とより成る。この内、制御回路9は、遅延回路7が出力する第3信号S3を受信する入力端子(入力端)、及び、制御信号としての第4信号S4を半導体素子10に出力する出力端子(出力端)を備えている。他方、半導体素子(スイッチ)10は、例えば双方向スイッチング素子であるトライアックより成る。半導体素子10は、電圧発生回路3に接続されてAC24Vの第1信号S1を受信する入力端子(入力端)、制御回路9に接続されて第4信号S4を受信する制御端子(制御端;ベース電極乃至はゲート電極)、及び、モーター4の入力端子に接続されてモーター4にAC24Vの第1信号S1を送信する出力端子(出力端)を有する。 The motor driver 8 includes a control circuit 9 which is an electronic circuit (IC) for controlling the switching operation of the semiconductor element (switch) 10 and a semiconductor element 10 which functions as a switching element. Of these, the control circuit 9 has an input terminal (input terminal) for receiving the third signal S3 output by the delay circuit 7 and an output terminal (output terminal) for outputting the fourth signal S4 as a control signal to the semiconductor element 10. ) Is provided. On the other hand, the semiconductor element (switch) 10 is composed of, for example, a triac which is a bidirectional switching element. The semiconductor element 10 is an input terminal (input terminal) connected to the voltage generation circuit 3 to receive the first signal S1 of AC24V, and a control terminal (control terminal; base) connected to the control circuit 9 to receive the fourth signal S4. It has an electrode (or a gate electrode) and an output terminal (output terminal) that is connected to the input terminal of the motor 4 and transmits the first signal S1 of AC24V to the motor 4.
 <レベルスイッチの動作・利点>
A 測定物非検出時の場合
 この場合、モーター4のシャフト4A及び羽根5はR方向に回転しており、マイクロスイッチ6内の可動接点T4は一方の固定接点T2に機械的に当接した状態にある。このため、マイクロスイッチ6は、DC5Vのレベルを与える第2信号S2を遅延回路7に出力している。そして、遅延回路7は、半導体素子10をON状態に維持するレベルにある第3信号S3を、モータードライバ8に出力している。このため、半導体素子10はON状態にあるスイッチとして機能し、半導体素子10に印加されているAC24Vのレベルを与える第1信号S1をモーター4の入力端子に出力しており、モーター4のシャフト4A及び羽根5はR方向へ回転し続けている。
<Operation / advantage of level switch>
A When the object to be measured is not detected In this case, the shaft 4A and the blade 5 of the motor 4 are rotating in the R direction, and the movable contact T4 in the microswitch 6 is in mechanical contact with one fixed contact T2. It is in. Therefore, the microswitch 6 outputs a second signal S2 that gives a level of DC5V to the delay circuit 7. Then, the delay circuit 7 outputs the third signal S3, which is at a level of maintaining the semiconductor element 10 in the ON state, to the motor driver 8. Therefore, the semiconductor element 10 functions as a switch in the ON state, and outputs the first signal S1 that gives the level of AC24V applied to the semiconductor element 10 to the input terminal of the motor 4, and the shaft 4A of the motor 4 And the blade 5 continues to rotate in the R direction.
B 測定物検出時の場合
 この場合、モーター4の羽根5が測定物(堆積物)に接触することにより、R方向への羽根5及びシャフト4Aの回転は制止乃至は抑止される。このために、モーター4のスイッチ作動棒4Bは、瞬時にD方向へ移動してマイクロスイッチ6のアクチュエータ部6Aに当接して、押圧Fをアクチュエータ部6Aに加える。この押圧Fを受けて、マイクロスイッチ6内部の導電引張バネ6Bは瞬時に変形して、可動接点T4は瞬時に一方の固定接点T2より機械的に離れる。その当接のタイミングに応じて、マイクロスイッチ6は、瞬間的に、その入力端子に印加されているDC5Vの電圧がその出力端子に与えられない非導通状態を示すレベルの第2信号S2(具体的にはマイクロスイッチ6に流れる電流I=0A)(OFFレベルの出力信号)を、遅延回路7の入力端子に出力する。カウンタ機能を有する遅延回路7は、斯かるレベルの第2信号S2の受信タイミングに瞬時に応答して、当該受信時より遅延時間αが経過するのをカウントする動作を開始する。そして、遅延時間αが経過した時点に於いて、瞬時に、遅延回路7は、半導体素子10の状態をON状態からOFF状態へと変更させる制御レベル(具体的には電圧=0V)(切り替えレベル)を与える第3信号(制御信号)S3を、モータードライバ8の制御端子に印加する。この結果、半導体素子10は、その制御回路9の制御信号である第4信号S4に応じて、瞬時に、ON状態からOFF状態へとスイッチングして、電圧発生回路3とモーター4の入力端子間の回路を非導通状態とし、モーター4に印加されるAC24Vの供給電圧を遮断する。これにより、モーター4は確実に且つ完全にOFF状態となる。この様に、遅延回路7は、測定物検出時点に於いて瞬時にマイクロスイッチ6の出力端子より出力される第2信号S2の受信時から遅延時間αが経過する時点をカウントする状態に移行している。斯かる遅延時間αを設けることで、マイクロスイッチ6は、図2の不安定領域USRで停止することなく、完全なOFF状態へと切り替わることが出来る。これにより、チャタリング或いはアークが継続して発生することが抑止されるため、チャタリング等の継続に起因したマイクロスイッチ6内の各接点の摩耗を確実に抑止することが出来る。そのため、遅延回路7及びモーター4の供給電源のスイッチとして機能するモータードライバ8より成る電子回路は、自殺回路を形成することなく、遅延時間αの経過後に確実且つ完全にモーター4に印加される電圧を遮断することとなる。尚、遅延回路7を設けることなく、マイクロスイッチ6の出力端子を直接にモータードライバ8の制御端子に接続してしまうと、半導体素子10はマイクロスイッチ6のチャタリングに応じてON/OFF状態の繰り返し動作を行ってしまい、自殺回路と同様の不具合が発生してしまう。その意味で、レベルスイッチ100の電子回路が遅延回路7を形成していることは、既述の問題点を克服する手段としては必須であると、言える。
B When detecting the object to be measured In this case, the blade 5 of the motor 4 comes into contact with the object (deposit), so that the rotation of the blade 5 and the shaft 4A in the R direction is stopped or suppressed. For this purpose, the switch operating rod 4B of the motor 4 instantly moves in the D direction and comes into contact with the actuator portion 6A of the microswitch 6 to apply the pressing F to the actuator portion 6A. In response to this pressing F, the conductive tension spring 6B inside the microswitch 6 is instantly deformed, and the movable contact T4 is instantly mechanically separated from one fixed contact T2. Depending on the timing of the contact, the microswitch 6 momentarily indicates a second signal S2 (specifically, a non-conducting state in which the voltage of DC5V applied to the input terminal is not applied to the output terminal. Specifically, the current I = 0A) (OFF level output signal) flowing through the microswitch 6 is output to the input terminal of the delay circuit 7. The delay circuit 7 having a counter function instantly responds to the reception timing of the second signal S2 at such a level, and starts an operation of counting the elapse of the delay time α from the time of the reception. Then, when the delay time α elapses, the delay circuit 7 instantly changes the state of the semiconductor element 10 from the ON state to the OFF state (specifically, voltage = 0V) (switching level). ) Is applied to the control terminal of the motor driver 8. As a result, the semiconductor element 10 instantly switches from the ON state to the OFF state in response to the fourth signal S4, which is the control signal of the control circuit 9, and is between the voltage generation circuit 3 and the input terminal of the motor 4. The circuit of is made non-conducting, and the supply voltage of AC24V applied to the motor 4 is cut off. As a result, the motor 4 is surely and completely turned off. In this way, the delay circuit 7 shifts to a state of counting the time when the delay time α elapses from the time of receiving the second signal S2 output from the output terminal of the microswitch 6 at the time of detecting the object to be measured. ing. By providing such a delay time α, the microswitch 6 can be switched to the completely OFF state without stopping in the unstable region USR of FIG. As a result, the continuous generation of chattering or arc is suppressed, so that the wear of each contact in the microswitch 6 due to the continuation of chattering or the like can be reliably suppressed. Therefore, the electronic circuit including the delay circuit 7 and the motor driver 8 that functions as a switch for the power supply of the motor 4 does not form a suicide circuit, and the voltage that is reliably and completely applied to the motor 4 after the delay time α elapses. Will be blocked. If the output terminal of the microswitch 6 is directly connected to the control terminal of the motor driver 8 without providing the delay circuit 7, the semiconductor element 10 repeats the ON / OFF state according to the chattering of the microswitch 6. It operates and causes the same trouble as the suicide circuit. In that sense, it can be said that the fact that the electronic circuit of the level switch 100 forms the delay circuit 7 is indispensable as a means for overcoming the above-mentioned problems.
 以上の記載より、本実施の形態に係るレベルスイッチ100は、以下の利点乃至は効果を奏する。 From the above description, the level switch 100 according to the present embodiment has the following advantages or effects.
 ア レベルスイッチ100は、電子回路によってモーター4の供給電源のスイッチング及び遅延回路を形成しているので、従来の自殺回路を構成していない。そのため、レベルスイッチ100は、既述した自殺回路に付随する不具合を発生させることはなく、使用するマイクロスイッチの構成・ロットの如何に拘らず、常に測定物の検出時にモーターの供給電源を確実に且つ完全に切ることが出来る。そして、マイクロスイッチ6内の各接点の摩耗の発生を確実に抑止することが出来る。 The level switch 100 does not constitute a conventional suicide circuit because it forms a switching and delay circuit for the power supply of the motor 4 by an electronic circuit. Therefore, the level switch 100 does not cause a problem associated with the suicide circuit described above, and always ensures that the power supply to the motor is supplied when the object to be measured is detected, regardless of the configuration and lot of the microswitch used. And it can be cut completely. Then, it is possible to surely suppress the occurrence of wear of each contact in the micro switch 6.
 イ 従来のレベルスイッチに於いては、AC100V,AC200V、又はAC240Vという様に、モーターへの供給電圧の指定が必要となっている。その点、レベルスイッチ100は、電子回路より成る電圧発生回路3を用いて供給電圧を生成しているので、供給電圧の範囲を広く取れる設定になっており、実用上、AC90V~AC264Vの電圧範囲で商用電源を使用することが出来る。 B. In the conventional level switch, it is necessary to specify the supply voltage to the motor, such as AC100V, AC200V, or AC240V. In that respect, since the level switch 100 generates the supply voltage by using the voltage generation circuit 3 composed of an electronic circuit, the supply voltage range is set to be wide, and the voltage range of AC90V to AC264V is practically used. You can use a commercial power supply at.
 (変形例)
 (1)実施の形態1では、電圧発生回路3とモーター4の入力端子間にモータードライバ8が接続されていたが、これに代えて、モーター4の出力端子と電圧発生回路3間にモータードライバ8が接続乃至は配設されていても良い。実施の形態1に於けるモータードライバ8の配置のみならず、この変形例(1)に於けるモータードライバ8の配置をも含まれる意味で、モーター用の電源電圧は、スイッチング回路部として機能するモータードライバ8を介して、モーター4に印加されている。
(Modification example)
(1) In the first embodiment, the motor driver 8 is connected between the voltage generating circuit 3 and the input terminal of the motor 4, but instead of this, the motor driver is connected between the output terminal of the motor 4 and the voltage generating circuit 3. 8 may be connected or arranged. The power supply voltage for the motor functions as a switching circuit unit in the sense that not only the arrangement of the motor driver 8 in the first embodiment but also the arrangement of the motor driver 8 in the modification (1) is included. It is applied to the motor 4 via the motor driver 8.
 (2)実施の形態1では、マイクロスイッチ6がモーター4側の「スイッチ部」として採用されているが、マイクロスイッチ6に代わるモーター4側の「スイッチ部」として、例えばリレー又はフォトカプラの様な他のスイッチング部品を用いても良い。この様な変形例(2)に於いても、既述した実施の形態1の作用・利点と同様の作用・利点が得られる。 (2) In the first embodiment, the micro switch 6 is adopted as the "switch portion" on the motor 4 side, but as the "switch portion" on the motor 4 side instead of the micro switch 6, for example, a relay or a photocoupler. Other switching components may be used. Even in such a modification (2), the same action / advantage as that of the first embodiment described above can be obtained.
 (3)実施の形態1では、モータードライバ8内のスイッチング素子として半導体素子10が採用されているが、この半導体素子10に代えて、例えばリレー又はフォトカプラの様な他のスイッチング部品が採用されても良い。この場合に於いても、本変形例に係るモータードライバは実施の形態1に係るモータードライバ8と同様の作用・機能を奏し、その結果、実施の形態1と同様の利点が本変形例に於いても得られる。 (3) In the first embodiment, the semiconductor element 10 is adopted as the switching element in the motor driver 8, but instead of the semiconductor element 10, another switching component such as a relay or a photocoupler is adopted. You may. Even in this case, the motor driver according to the present modification performs the same operation and function as the motor driver 8 according to the first embodiment, and as a result, the same advantages as those of the first embodiment are obtained in the present modification. You can get it even if you do.
 (付記)
 以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正及び/又は変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
(Additional note)
Although the embodiments of the present invention have been disclosed and described in detail above, the above description exemplifies applicable aspects of the present invention, and the present invention is not limited thereto. That is, it is possible to consider various modifications and / or modifications to the described aspects within a range that does not deviate from the scope of the present invention.
 本発明は、例えば、粉体・粒体等の測定物の有無を検出するパドル式(回転式)のレベルスイッチに適用して好適である。 The present invention is suitable for application to, for example, a paddle type (rotary type) level switch that detects the presence or absence of a measured object such as powder or granules.
100 レベルスイッチ
100A 自殺回路
1 電源
2 商用電源
3 電圧発生回路
4 モーター
4A シャフト(主軸)
4B スイッチ作動棒
5 羽根
6 マイクロスイッチ(スイッチ部)
6A アクチュエータ部
7 遅延回路
8 モータードライバ
α 遅延時間
9 制御回路(IC)
10 半導体素子(スイッチ)
 
100 Level switch 100A Suicide circuit 1 Power supply 2 Commercial power supply 3 Voltage generation circuit 4 Motor 4A Shaft (main shaft)
4B switch operating rod 5 blades 6 micro switch (switch part)
6A Actuator 7 Delay circuit 8 Motor driver α Delay time 9 Control circuit (IC)
10 Semiconductor element (switch)

Claims (4)

  1.  羽根拘束時に於けるシャフトを中心としたモーターの自転により前記モーターがON状態からOFF状態へと移行する最初の時点より所定の遅延時間だけ経過した時点に於いて、前記モーターに印加されている電源電圧を電気的に遮断する電子回路を
    備えており、
     前記電子回路は、前記電子回路の電気系統内に、
     前記モーターがON状態からOFF状態へと移行する前記最初の時点を検出する一つのみのスイッチ部を備えており、
     前記電子回路は、前記電気系統内に於いて、前記一つのみのスイッチ部が出力する前記最初の時点の検出信号に応じて前記最初の時点より前記所定の遅延時間だけ電気的に遅延させた時点に於いて、前記モーターの前記電源電圧を電気的に遮断する
    ことを特徴とする、レベルスイッチ。
    The power supply applied to the motor at a time when a predetermined delay time has elapsed from the first time when the motor shifts from the ON state to the OFF state due to the rotation of the motor around the shaft when the blades are restrained. Equipped with an electronic circuit that electrically cuts off the voltage
    The electronic circuit is located in the electrical system of the electronic circuit.
    It is equipped with only one switch unit that detects the first time point when the motor shifts from the ON state to the OFF state.
    The electronic circuit is electrically delayed by the predetermined delay time from the first time point in response to the detection signal of the first time point output by only one switch unit in the electric system. A level switch, characterized in that at a point in time, the power supply voltage of the motor is electrically cut off.
  2.  羽根を有するモーターのスイッチ作動棒がマイクロスイッチのアクチュエータ部に最初に当接した時点より所定の遅延時間だけ経過した時点に於いて、前記モーターに印加されている電源電圧を電気的に遮断する電子回路を
    備えており、
     前記電子回路は、前記電子回路の電気系統内に、
     前記スイッチ作動棒の前記アクチュエータ部への前記最初の当接時点を検出する一つのみの前記マイクロスイッチを備えており、
     前記電子回路は、前記電気系統内に於いて、前記一つのみのマイクロスイッチが出力する前記当接時点の検出信号に応じて前記当接時点より前記所定の遅延時間だけ電気的に遅延させた時点に於いて、前記モーターの前記電源電圧を電気的に遮断する
    ことを特徴とする、レベルスイッチ。
    An electron that electrically cuts off the power supply voltage applied to the motor when a predetermined delay time has elapsed from the time when the switch operating rod of the motor having blades first abuts on the actuator portion of the micro switch. Equipped with a circuit
    The electronic circuit is located in the electrical system of the electronic circuit.
    It comprises only one microswitch that detects the first contact point of the switch actuating rod with the actuator section.
    The electronic circuit is electrically delayed by the predetermined delay time from the contact point in response to the detection signal at the contact point output by only one microswitch in the electrical system. A level switch, characterized in that at a point in time, the power supply voltage of the motor is electrically cut off.
  3.  請求項2に記載のレベルスイッチであって、
     前記所定の遅延時間は、前記モーターの回転速度及び前記一つのマイクロスイッチ内の可動接点が一方の固定接点から対向する他方の固定接点へ移動するまでの距離に基づき設定される
    ことを特徴とする、レベルスイッチ。
    The level switch according to claim 2.
    The predetermined delay time is set based on the rotation speed of the motor and the distance from the movable contact in the one microswitch to the movement from one fixed contact to the other fixed contact facing the other. ,Level switch.
  4.  シャフトの一端部に配設された羽根及び前記シャフトの他端部に対して併設されたスイッチ作動棒を有するモーターと、
     電子回路と
    を備えたレベルスイッチであって、
     前記電子回路は、前記電子回路の電気系統内に、
     一つのみのスイッチ部と、
     前記一つのみのスイッチ部の出力端に接続された入力端を有する遅延回路と、
     前記遅延回路の出力端に接続された入力端を有するモータードライバと
    を備えており、
     前記モータードライバを介して、前記モーター用の電源電圧が前記モーターに印加されており、
     回転している前記羽根の拘束時に於ける前記シャフトを中心とした前記モーターの自転により前記スイッチ作動棒が前記一つのみのスイッチ部をON状態からOFF状態へと移行させる最初の時点で、当該最初の時点前は前記ON状態にあった前記一つのみのスイッチ部が、前記OFF状態にあることを示す出力信号を前記遅延回路の前記入力端に出力し、
     前記遅延回路は、前記一つのみのスイッチ部からの前記出力信号の受信時より所定の遅延時間だけ電気的に遅延させた時点に於いて、ON状態にある前記モータードライバをOFF状態へと切り替えさせる制御信号を前記モータードライバの前記入力端に出力し、
     前記モータードライバは、前記制御信号の受信に応じて、前記ON状態から前記OFF状態へとスイッチして、前記モーター用の電源電圧を遮断する
    ことを特徴とする、レベルスイッチ。
     
    A motor having blades arranged at one end of the shaft and a switch operating rod attached to the other end of the shaft.
    It is a level switch equipped with an electronic circuit.
    The electronic circuit is located in the electrical system of the electronic circuit.
    Only one switch part and
    A delay circuit having an input end connected to the output end of only one switch unit,
    It is equipped with a motor driver having an input end connected to the output end of the delay circuit.
    A power supply voltage for the motor is applied to the motor via the motor driver.
    At the first time when the switch operating rod shifts the switch portion of only one from the ON state to the OFF state due to the rotation of the motor around the shaft when the rotating blades are restrained, the switch operating rod is said to be in the OFF state. The only switch unit, which was in the ON state before the first time point, outputs an output signal indicating that it is in the OFF state to the input terminal of the delay circuit.
    The delay circuit switches the motor driver in the ON state to the OFF state at a time when the motor driver in the ON state is electrically delayed by a predetermined delay time from the time when the output signal is received from only one switch unit. The control signal to be operated is output to the input terminal of the motor driver, and the control signal is output.
    The motor driver is a level switch characterized by switching from the ON state to the OFF state in response to reception of the control signal to shut off the power supply voltage for the motor.
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