角度調整器およびこれを備えたレベルセンサ装置
【課題】容易に角度調整が行なえる角度調整器を提供する。
【解決手段】角度調整器４０は、球状部４３ａを含むシャフト４３と、球状部４３ａを受け入れ保持する保持板４１，４２とを備える。球状部４３ａの外周面には、傾角調整用の目印線Ｌ１が設けられ、保持板４２には、球状部４３ａの一部を露出させるための第１開口部が設けられる。保持板４２上には、球状部４３ａが挿通可能な第２開口部４６ｂを有する目盛り板４６が回転可能となるように配設される。目盛り板４６には、回転角調整用の目印部Ｐが設けられる。第２開口部４６ｂの周縁には、目印線Ｌ１と第２開口部４６ｂの周縁とが交わる部分が指し示す位置に応じて傾角が表わされる第１目盛りＳ１が付設され、第１開口部の周縁には、目印部Ｐが指し示す位置に応じて回転角が表わされる第２目盛りＳ２が付設される。第１目盛りＳ１は、目印部Ｐを通る直線Ｌを基準に線対称に付設される。
【解決手段】角度調整器４０は、球状部４３ａを含むシャフト４３と、球状部４３ａを受け入れ保持する保持板４１，４２とを備える。球状部４３ａの外周面には、傾角調整用の目印線Ｌ１が設けられ、保持板４２には、球状部４３ａの一部を露出させるための第１開口部が設けられる。保持板４２上には、球状部４３ａが挿通可能な第２開口部４６ｂを有する目盛り板４６が回転可能となるように配設される。目盛り板４６には、回転角調整用の目印部Ｐが設けられる。第２開口部４６ｂの周縁には、目印線Ｌ１と第２開口部４６ｂの周縁とが交わる部分が指し示す位置に応じて傾角が表わされる第１目盛りＳ１が付設され、第１開口部の周縁には、目印部Ｐが指し示す位置に応じて回転角が表わされる第２目盛りＳ２が付設される。第１目盛りＳ１は、目印部Ｐを通る直線Ｌを基準に線対称に付設される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度調整すべき対象物を所望の角度に調整することができる角度調整器に関し、また、当該角度調整器を具備することによって非接触式レベルセンサを所望の角度にて設置することができるように構成されたレベルセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、角度調整すべき対象物を所望の角度に調整することができる角度調整器として、種々の構造のものが知られている。その一つに、ボールジョイント（玉継手）に近似の構造を有し、対象物を支持する支持部に球状部を設け、当該球状部を摺動可能に保持部によって保持することにより、任意の角度に対象物の角度を調整可能にし、さらに球状部を摺動不能に固定する固定手段を設け、角度調整後において当該固定手段を用いて球状部を固定することにより、対象物の角度が維持されるように構成された角度調整器が知られている。当該構成の角度調整器を利用した場合には、調整できる角度範囲の自由度が非常に高くなるメリットが得られる。
【０００３】
上記構成の角度調整器は、たとえばレベルセンサ装置やアンテナ装置等、種々の製品分野において利用されている。ここで、レベルセンサ装置は、液体や粉体等の貯留物が貯留されたタンクやサイロ等に設置されることで貯留物の表面のレベル（すなわち高さ）を検出する装置であり、当該レベルセンサ装置を利用することにより、貯留物の残量等が検知可能となる。上記構成の角度調整器を備えたレベルセンサ装置としては、たとえば特開平６−１１３２８号公報（特許文献１）や特開２００８−１０７３５６号公報（特許文献２）等に開示のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１１３２８号公報
【特許文献２】特開２００８−１０７３５６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、上記構成の角度調整器を利用した場合には、調整できる角度範囲の自由度が非常に高くなる反面、対象物の角度調整の際に球状部の回転動作が基本的に規制されないことになるため、角度調整作業が困難になってしまう問題があった。特に、対象物の微妙な角度の調整を行なう場合には、その調整の目安等も特に存在しないため、角度調整作業が非常に困難になってしまう問題があった。
【０００６】
加えて、上記構成の角度調整器を利用して一旦対象物を所望の角度に調整して設置した後に、メンテナンス等のために当該角度調整器を取り外した場合には、これを再度同じ角度にて設置することが必要になるが、当該再設置の作業の際に利用できる調整の目安等も特に存在しないため、これを容易に再現することは困難であり、結果としてあらためて角度調整作業をやり直す必要が生じ、作業が大幅に煩雑化してしまう問題もあった。
【０００７】
なお、当該角度調整作業を行なう場合に、別途、角度計や水準器等を準備してこれらを利用して作業を行なうことで作業の容易化を図ることも考えられるが、角度計や水準器等を用いた場合にも必ずしも飛躍的に作業性が向上するとは言えず、さらには、振動が生じている環境下等においてはこれらを有効に利用できないといった問題もあり、何らかの他の改善策が強く求められている状況にあった。
【０００８】
したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、容易に角度調整が行なえる角度調整器を提供することを目的とし、またあわせて、当該角度調整器を具備することにより、非接触式レベルセンサを容易に所望の角度にて設置することができるように構成されたレベルセンサ装置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】
【０００９】
本発明に基づく角度調整器は、設置面に直交する第１基準軸と角度調整すべき対象物の調整対象軸とが成す傾角および上記設置面に含まれる第２基準軸と上記調整対象軸の上記設置面への投影線とが成す回転角をそれぞれ調整することにより、上記対象物の角度調整が可能に構成されたものであって、支持部と、保持部と、固定手段とを備える。上記支持部は、外周面が球面状である球状部を含み、上記対象物を支持する。上記保持部は、上記設置面に固定され、上記球状部を摺動可能に受け入れ保持する。上記固定手段は、上記対象物が所定の角度に維持されるように上記保持部によって保持された上記球状部を固定する。上記球状部の外周面には、上記調整対象軸を中心とした真円状の形状を有する上記傾角の調整のための目印線が設けられる。上記保持部には、上記第１基準軸を中心とした外形が真円状の開口面を有することで上記球状部の一部を露出させる第１開口部が設けられる。上記開口面が位置する側の上記保持部の主面上には、上記球状部が挿通可能な第２開口部を有する目盛り板が上記球状部の周りにおいて回転可能となるように配設される。上記目盛り板には、上記回転角の調整のための目印部が設けられる。上記目盛り板に設けられた上記第２開口部の周縁には、上記目印線と上記第２開口部の周縁とが交わる部分が指し示す位置に応じて上記傾角が表わされる第１目盛りが付設される。上記保持部に設けられた上記第１開口部の周縁には、上記目印部が指し示す位置に応じて上記回転角が表わされる第２目盛りが付設される。上記第１目盛りは、上記第１基準軸の上記目盛り板の主面に対する交点と上記目印部とを結ぶ直線を基準として、線対称に付設される。
【００１０】
上記本発明に基づく角度調整器にあっては、上記目印線が、上記調整対象軸を中心として同心円状に複数設けられてもよく、その場合には、上記第１目盛りが、上記複数の目印線のそれぞれに応じて付設されることが好ましい。
【００１１】
上記本発明に基づく角度調整器にあっては、上記保持部が、上記球状部を挟み込むことによって上記球状部を保持するための一対の挟持部材を含んでいることが好ましく、その場合には、上記一対の挟持部材が、上記球状部の外周面に沿うように球面凹状に形成されることで上記球状部を摺動可能に受け入れる受部を有していることが好ましい。さらにその場合には、上記固定手段が、上記一対の挟持部材同士を締結することで上記受部内において上記球状部を摺動不能に固定する締結手段にて構成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明に基づくレベルセンサ装置は、上述した上記本発明に基づく角度調整器と、上記対象物として非接触式レベルセンサとを備える。
【００１３】
上記本発明に基づくレベルセンサ装置にあっては、上記非接触式レベルセンサが、超音波式レベルセンサであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、容易に角度調整が行なえる角度調整器を提供することが可能になる。また、当該角度調整器を具備することにより、非接触式レベルセンサを容易に所望の角度にて設置することができるレベルセンサ装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における角度調整器およびこれを具備したレベルセンサ装置の正面図である。
【図２】図１に示すレベルセンサ装置をサイロに設置した状態を示す模式断面図である。
【図３】図１に示す角度調整器を用いたレベルセンサ装置の角度調整手法の概念を説明するための図である。
【図４】図１に示す角度調整器の斜視図である。
【図５】図１に示すレベルセンサ装置のサイロへの設置構造を示す要部断面図である。
【図６】図１に示す角度調整器の組付構造を示す分解図である。
【図７】図１に示す角度調整器のサイロへの組付構造を示す分解図である。
【図８】図１に示すレベルセンサ装置において、傾角および回転角のいずれもが０°である場合の角度調整器の一部破断平面図である。
【図９】図１に示すレベルセンサ装置において、傾角が６°でかつ回転角が１０°である場合の角度調整器の一部破断平面図である。
【図１０】図１に示すレベルセンサ装置において、傾角が１５°でかつ回転角が−２５°である場合の角度調整器の一部破断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、本発明が適用されたレベルセンサ装置として、非接触式レベルセンサである超音波式レベルセンサを備えたレベルセンサ装置を例示するとともに、本発明が適用された角度調整器として、当該レベルセンサ装置に具備された角度調整器を例示して説明を行なう。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態における角度調整器およびこれを具備したレベルセンサ装置の正面図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態におけるレベルセンサ装置および角度調整器の概略的な構成について説明する。
【００１８】
図１に示すように、レベルセンサ装置１は、ステム１０と、超音波式レベルセンサ２０と、端子ボックス３０と、角度調整器４０とを主として備えている。これらのうち、超音波式レベルセンサ２０が、角度調整されるべき対象物に相当し、角度調整器４０は、当該超音波式レベルセンサ２０の設置角度を自在に調整可能にするものである。なお、本実施の形態におけるレベルセンサ装置１は、後述するサイロ１００内に貯留された粉体２００の粉面２０１のレベルを好適に検出できるように構成されたものである（図２参照）。
【００１９】
ステム１０は、直線状に延びるパイプ状の部材からなる。ステム１０の下端には、超音波式レベルセンサ２０が取付けられており、ステム１０の上端には、端子ボックス３０が取付けられている。ステム１０は、超音波式レベルセンサ２０を支持する支持部の一部を構成する部材である。
【００２０】
超音波式レベルセンサ２０は、センサ面２２を介して超音波を送信し、その反射波をセンサ面２２を介して受信することで検出対象までの距離を計測するものである。より詳細には、超音波式レベルセンサ２０は、その内部に、印加された電気信号を超音波に変換して送信するとともに、送信した超音波の反射波を受信してこれを電気信号に変換して出力する超音波素子を有しており、超音波の発信からその反射波の受信までの時間を計測することにより、当該超音波素子から検出対象までの距離を計測するものである。
【００２１】
端子ボックス３０は、レベルセンサ装置１と外部の端末との間の電気的接続を行なうための部位であり、当該端子ボックス３０には、各種の入出力端子が設けられている。当該入出力端子は、ステム１０の内部に挿通されたリード線を介して超音波式レベルセンサ２０と結線されている。
【００２２】
上述した超音波式レベルセンサ２０および端子ボックス３０は、いずれもこれらに付設されたソケット２１，３１によってステム１０に固定されている。
【００２３】
角度調整器４０は、上述したように超音波式レベルセンサ２０の設置角度を自在に調整可能にするものであり、ステム１０の途中位置に取付けられている。角度調整器４０は、一対の保持板４１，４２と、シャフト４３と、目盛り板４６とを主として備えている。このうち、一対の保持板４１，４２は、後述する固定手段によって相互に固定され、シャフト４３は、相互に固定されたこれら一対の保持板４１，４２によって保持されることで当該一対の保持板４１，４２に固定される。また、シャフト４３は、シャフト固定具１１によってステム１０に固定されており、目盛り板４６は、シャフト４３に回転自在に外挿されている。
【００２４】
ここで、シャフト４３およびシャフト固定具１１は、いずれも超音波式レベルセンサ２０を支持する支持部の一部を構成する部材であり、一対の保持板４１，４２は、シャフト４３を受け入れ保持する保持部の一部を構成する部材である。なお、これら部材のより詳細な形状や組付構造等については、後述することとする。
【００２５】
図２は、図１に示すレベルセンサ装置をサイロに設置した状態を示す模式断面図である。次に、この図２を参照して、本実施の形態におけるレベルセンサ装置を実際にサイロに設置した状態について説明する。
【００２６】
図２に示すように、サイロ１００は、貯留物である粉体２００を貯留する貯留室１１０を内部に有している。なお、粉体２００としては、土砂やセメント、樹脂ペレット、顆粒状の薬剤、穀物等、あらゆるものが想定される。サイロ１００は、その下端に図示しない排出口を有しており、当該排出口から図中に示す矢印Ｄ方向に粉体２００が排出される。これにより、粉体２００の粉面２０１は、徐々に下降することになる。なお、図２においては、粉面２０１が下降する様子を模式的に示している。
【００２７】
本実施の形態におけるレベルセンサ装置１は、当該粉面２０１の変位を検出するために、サイロ１００の上端に設けられた設置部１２０に取付板１２１を介して設置される。ここで、レベルセンサ装置１は、サイロ１００の構造的な制約や、貯留物が粉体２００であるために粉面２０１が所定の安息角をもって非平面状に形成されることに鑑み、サイロ１００の上端の周縁寄りの位置に設置される場合が多い。その場合にも、より確実に粉面２０１のレベルが検出できるように、レベルセンサ装置１は、サイロ１００の排出口が設けられた位置またはその近傍に向けて超音波式レベルセンサ２０のセンサ面２２が正対するように、所定の角度をもって傾斜配置される。
【００２８】
傾斜配置されるレベルセンサ装置１の設置角度は、サイロ１００の仕様や貯留される粉体２００の種類等によって様々である。したがって、レベルセンサ装置１の設置角度は、設置されるサイロ１００に応じて個別に調整を行なう必要がある。そのため、本実施の形態におけるレベルセンサ装置１にあっては、設置角度を最適な角度に調整できるように、上述した角度調整器４０が設けられている。なお、通常、設置角度の調整は、レベルセンサ装置１にオシロスコープ等を接続し、超音波式レベルセンサ２０の出力が実際の粉面２０１のレベルに応じて感度よく検出できているかを当該オシロスコープ等を利用してモニタリングしながら行なわれる。
【００２９】
図３は、図１に示す角度調整器を用いたレベルセンサ装置の角度調整手法の概念を説明するための図である。次に、この図３を参照して、本実施の形態における角度調整器を用いたレベルセンサ装置の角度調整手法の概念について説明する。
【００３０】
図３に示すように、本実施の形態においては、レベルセンサ装置１の角度調整のための調整対象軸Ａが、ステム１０の軸線が延びる方向に合致して延在している。ここで、レベルセンサ装置１の設置面ＩＰを基準とした場合、当該設置面ＩＰと直交する第１基準軸ＲＡ１と上記調整対象軸Ａとが成す傾角θ１と、当該設置面ＩＰに含まれる第２基準軸ＲＡ２と上記調整対象軸Ａの設置面ＩＰへの投影線Ａ′とが成す回転角θ２とが決定すれば、調整対象軸Ａの立体的な意味においての傾きが一意に決定することになる。したがって、本実施の形態においては、これら傾角θ１および回転角θ２とを角度調整のための目安として用いることとし、設置角度の調整がこれら傾角θ１および回転角θ２を用いて容易に行なわれるようにレベルセンサ装置１を構成している。
【００３１】
図４は、図１に示す角度調整器の斜視図であり、図５は、図１に示すレベルセンサ装置のサイロへの設置構造を示す要部断面図である。また、図６は、図１に示す角度調整器の組付構造を示す分解図であり、図７は、図１に示す角度調整器のサイロへの組付構造を示す分解図である。次に、これら図４ないし図７を参照して、本実施の形態における角度調整器を構成する各種部材の形状や組付構造および角度調整器のサイロへの設置構造ならびにステムへの組付構造等について詳細に説明する。
【００３２】
図４および図５を参照して、上述したように、角度調整器４０は、保持部の一部を構成する一対の保持板４１，４２と、支持部の一部を構成するシャフト４３と、目盛り板４６とに加え、保持部の一部を構成するＯリング４４と、一対の保持板４１，４２を相互に固定するための固定手段としてのボルト４５とをさらに備えている。
【００３３】
シャフト４３は、筒状の形状を有しており、その内部にステム１０が挿通される貫通孔を有している。シャフト４３の下端には、外周面が球面状である球状部４３ａが設けられており、シャフト４３の上端には、ソケット部４３ｂが設けられている。
【００３４】
図５および図７に示すように、ソケット部４３ｂの内部には、中空筒状のゴムブッシュ１３が内挿されており、当該ゴムブッシュ１３の上面上には、さらに円環平板状の座金１２が配置されている。また、座金１２の上面上には、シャフト固定具１１が配置されている。これらゴムブッシュ１３および座金１２は、いずれも超音波式レベルセンサ２０を支持する支持部の一部を構成する部材である。
【００３５】
ここで、ソケット部４３ｂの内周面の所定位置には、雌ネジが設けられており、シャフト固定具１１の外周面には、当該雌ネジに螺合する雄ネジが設けられている。これにより、図５に示すように、ステム１０がシャフト４３の貫通孔に内挿された状態でシャフト固定具１１がソケット部４３ｂに捩じ込まれることにより、ゴムブッシュ１３が座金１２を介してシャフト固定具１１によって圧縮されることによって変形し、当該変形後のゴムブッシュ１３の内周面がステム１０の外周面に圧接触することにより、その締付力および摩擦力によってステム１０の所定位置にシャフト４３が固定されることになる。
【００３６】
一方、図５に示すように、挟持部材としての一対の保持板４１，４２は、それぞれシャフト４３の球状部４３ａの外周面に沿うように球面凹状に形成された受部４１ａ，４２ａを有している。より詳細には、球状部４３ａの下端側の部位を保持する第１保持板４１には、上部側に向かうにつれて拡径する球面凹状の受部４１ａを含む開口部が設けられており、球状部４３ａの上端側の部位を保持する第２保持板４２には、下部側に向かうにつれて拡径する球面凹状の受部４２ａを含む第１開口部４２ｂが設けられている。また、第１保持板４１の上端側の位置には、上述した受部４１ａを含む開口部に連続して、Ｏリング４４が収容される収容凹部が設けられている。
【００３７】
図４および図５に示すように、上述した第１開口部４２ｂを第２保持板４２に設けることにより、第２保持板４２は、第１基準軸ＲＡ１（図３参照）を中心とした外形が真円状の開口面を有することになり、当該開口面を介して球状部４３ａの上端寄りの部分が外部に向けて露出することになる。
【００３８】
図４および図５に示すように、第２保持板４２の受部４２ａの周囲には、周方向に沿って点列状にボルト４５を挿通するためのボルト挿通孔が設けられており、当該ボルト挿通孔に対向する部分の第１保持板４１には、内周面に雌ネジが設けられたボルト固定孔が設けられている。これにより、図５および図６に示すように、球状部４３ａが一対の保持板４１，４２に設けられた受部４１ａ，４２ａによって受け入れ保持されるように、球状部４３ａを当該一対の保持板４１，４２によって挟み込んだ状態とし、さらにボルト４５を上述したボルト挿通孔に挿通させてボルト固定孔に軽螺着される（すなわち、比較的弱い力で螺合される）ことにより、一対の保持板４１，４２が締結されて球状部４３ａがこれら一対の保持板４１，４２によって摺動可能に受け入れ保持されることになる。
【００３９】
また、上述した第１保持板４１に設けられた収容凹部には、Ｏリング４４が収容されている。そのため、ボルト４５がさらに捩じ込まれる（すなわち、強い力で螺合される）ことにより、一対の保持板４１，４２がより強固に締結され、Ｏリング４４が一対の保持板４１，４２によって挟み込まれて圧縮されて変形し、これにより当該変形後のＯリング４４の内周面が球状部４３ａの外周面に圧接触することになり、その締付力および摩擦力によって球状部４３ａが摺動不能に固定されることになる。なお、これにより、当該Ｏリング４４によって当該部分における密閉性も確保されることになる。
【００４０】
図４および図５に示すように、第１保持板４１は、第２保持板４２よりも大径の部材にて構成されており、第１保持板４１と第２保持板４２とをボルト４５を用いて螺合させた状態においては、第１保持板４１の外周縁寄りの部分が露出した状態となる。第１保持板４１の当該露出部分には、周方向に沿って点列状にスタッドボルト１２２を挿通するためのボルト挿通孔が設けられている。
【００４１】
ここで、図５に示すように、スタッドボルト１２２は、サイロ１００の設置部１２０に取付けられる取付板１２１に設けられている。これにより、図５および図７に示すように、当該スタッドボルト１２２が上述した第１保持板４１に設けられたボルト挿通孔に挿通された状態とし、さらに当該スタッドボルト１２２に平座金５２、ばね座金５３を外挿し、その後スタッドボルト１２２にナット５４が捩じ込まれることにより、第１保持板４１が取付板１２１に強固に固定されることになる。なお、第１保持板４１と取付板１２１の間には、シート状のガスケット５１が介装されており、これによりサイロ１００の貯留室１１０の密閉性が保たれることになる。
【００４２】
また、図４ないし図６に示すように、球状部４３ａの上端寄りの部分を露出させるべく設けられた上記開口面が位置する第２保持板４２の上面上には、球状部４３ａが挿通可能な第２開口部４６ｂを有する目盛り板４６が配設されている。ここで、第２開口部４６ｂは、目盛り板４６が配設された位置において、球状部４３ａよりも僅かに大きい開口径を有している。これにより、目盛り板４６は、球状部４３ａの周りにおいて回転可能となるように構成されている。
【００４３】
以上において説明した角度調整器４０の組付構造および角度調整器４０のサイロ１００への設置構造ならびにステム１０への組付構造を採用することにより、本実施の形態におけるレベルセンサ装置１にあっては、超音波式レベルセンサ２０が取付けられたステム１０を支持するシャフト４３の球状部４３ａが摺動可能に一対の保持板４１，４２によって保持されることになるため、上述したボルト４５の軽螺着状態において任意の角度に超音波式レベルセンサ２０の角度が調整可能になることになり、さらには、ボルト４５を強固に締結した状態において球状部４３ａが一対の保持板４１，４２に対して摺動不能に固定されることになるため、角度調整後において超音波式レベルセンサ２０の角度が確実に維持されることになる。
【００４４】
ここで、本実施の形態における角度調整器４０およびこれを具備したレベルセンサ装置１にあっては、上述した傾角θ１および回転角θ２（図３参照）を角度調整のための目安として用いることにより、容易に超音波式レベルセンサ２０の角度調整が行なえるように工夫されている。この点について、以下において詳説する。
【００４５】
図８は、図１に示すレベルセンサ装置において、傾角および回転角のいずれもが０°である場合の角度調整器の一部破断平面図である。なお、図８は、図５に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿ってシャフトを切断した状態での平面図であり、図８に示す状態は、上述したように傾角θ１および回転角θ２がいずれも０°に調整された中立位置（すなわち、調整対象軸Ａと第１基準軸ＲＡ１とが重なった状態の位置）を示している。
【００４６】
図４および図８に示すように、本実施の形態における角度調整器４０およびこれを具備したレベルセンサ装置１にあっては、シャフト４３の球状部４３ａの外周面の所定位置に、調整対象軸Ａを中心とした真円状の形状を有する目印線Ｌ１，Ｌ２が設けられている。当該目印線Ｌ１，Ｌ２は、調整対象軸Ａを中心として同心円状に設けられている。これら目印線Ｌ１，Ｌ２は、上述した傾角θ１を調整するための目印となるものである。
【００４７】
また、図８に示すように、目盛り板４６の上面の周縁の所定位置には、目印部Ｐが設けられている。当該目印部Ｐは、上述した回転角θ２を調整するための目印となるものである。
【００４８】
一方、図４および図８に示すように、目盛り板４６に設けられた第２開口部４６ｂの周縁の所定位置には、第１目盛りＳ１が付設されている。当該第１目盛りＳ１は、上述した目印線Ｌ１，Ｌ２と相まって傾角θ１を調整するために使用されるものであり、具体的には、当該第１目盛りＳ１は、シャフト４３の球状部４３ａが傾斜配置された場合に、目印線Ｌ１，Ｌ２と第２開口部４６ｂとが交わる部分が指し示す位置に応じて上記傾角θ１が表わされるように付設されている。
【００４９】
また、図４および図８に示すように、第２保持板４２に設けられた第１開口部４２ｂの周縁の所定位置には、第２目盛りＳ２が付設されている。当該第２目盛りＳ２は、上述した目印部Ｐと相まって回転角θ２を調整するために使用されるものであり、具体的には、当該第２目盛りＳ２は、目印部Ｐが指し示す位置に応じて上記回転角θ２が表わされるように付設されている。
【００５０】
ここで、図８に示すように、第１目盛りＳ１は、第１基準軸ＲＡ１の目盛り板４６の主面に対する交点と目印部Ｐとを結ぶ直線Ｌを基準として、線対称となるように付設されており、これにより、目盛り板４６には、当該直線Ｌを境に左右対称に目盛りが付さることになる。また、第１目盛りＳ１は、目印線Ｌ１，Ｌ２のそれぞれに応じた目盛りを含むこととなるように、目盛り板４６の主面上に二重に重なるように付設されている。
【００５１】
このように、球状部４３ａ、目盛り板４６および第２保持板４２に、目印線Ｌ１，Ｌ２、目印部Ｐ、第１目盛りＳ１、第２目盛りＳ２を設けることにより、目印線Ｌ１，Ｌ２および第１目盛りＳ１を利用することで傾角θ１が把握可能になり、また目印部Ｐおよび第２目盛りＳ２を利用することで回転角θ２が把握可能になる。
【００５２】
図９および図１０は、図１に示すレベルセンサ装置において、シャフト４３の球状部４３ａが傾斜配置された場合の角度調整器の一部破断平面図である。なお、図９においては、傾角θ１が６°でかつ回転角θ２が１０°となるように調整対象軸が傾いた場合を例示しており、図１０においては、傾角θ１が１５°でかつ回転角θ２が−２５°となるように調整対象軸が傾いた場合を例示している。
【００５３】
図９および図１０に示すように、シャフト４３の球状部４３ａが傾斜配置された場合には、調整対象軸Ａが傾斜することによって当該調整対象軸Ａを中心として設けられた目印線Ｌ１，Ｌ２も傾斜配置されることになり、当該目印線Ｌ１，Ｌ２が目盛り板４６の第２開口部４６ｂの周縁と交わることになる。
【００５４】
その際、調整対象軸Ａが所定角度以上に傾斜した場合には、これら目印線Ｌ１，Ｌ２と第２開口部４６ｂの周縁とが交わる部分は、たとえば図中に示すようにＣ１およびＣ２の２箇所生じることになり、この２箇所のそれぞれに第１目盛りＳ１の左右一対の目盛りが合致するように目盛り板４６を回転させて配置し、当該部分に付された目盛りを読み取ることにより、調整対象軸Ａと第１基準軸ＲＡ１とが成す傾角θ１が把握できることになる。
【００５５】
なお、図９に示すように、傾角θ１が比較的小さい角度である場合には、調整対象軸Ａに沿ってより下端側に設けられた目印線Ｌ１が利用でき、図１０に示すように、傾角θ１が比較的大きい角度である場合には、調整対象軸Ａに沿ってより上端側に設けられた目印線Ｌ２が利用できる。このように、複数の目印線を設けることとすれば、傾角θ１の調整範囲を容易に拡張することができる。
【００５６】
ここで、図９および図１０に示すように、第１目盛りＳ１に含まれる二重の目盛りのうち、目印線Ｌ１に対応するように設けられた目盛りによって示される傾角θ１の角度範囲の上限値と、目印線Ｌ２に対応するように設けられた目盛りによって示される傾角θ１の角度範囲の下限値とが重複して表わされることとなるように、目印線Ｌ１，Ｌ２および第１目盛りＳ１を構成すれば、当該傾角θ１の調整の際に、目印線Ｌ１を用いての目盛りの読み取りから目印線Ｌ２を用いての目盛りの読み取りにスムーズに移行することが可能になり、さらなる利便性が確保されることになる。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、図９および図１０に示すように、目印線Ｌ１を利用して読み取られる傾角θ１の角度範囲が２°から１２°に設定されており、目印線Ｌ２を利用して読み取られる傾角θ１の角度範囲が９°から２１°に設定されている。したがって、これら角度範囲の重複部分は、９°から１２°になることになり、当該角度範囲内においては、目印線Ｌ１および目印線Ｌ２のいずれを用いても傾角θ１の調整が可能となる。
【００５８】
また、その際、目盛り板４６に設けられた第１目盛りＳ１の線対称基準となる直線Ｌ（図８参照）上に目印部Ｐが設けられているため、当該目印部Ｐが指し示す第２目盛りＳ２の目盛りを読み取ることにより、調整対象軸Ａと第２基準軸ＲＡ２とが成す回転角θ２も同時に把握できることになる。
【００５９】
したがって、角度調整の対象である超音波レベルセンサの設置角度が予め把握できている場合には、当該目印線Ｌ１，Ｌ２、目印部Ｐ、第１目盛りＳ１、第２目盛りＳ２を目安として角度調整作業を行なうことにより、非常に簡便に作業が行なえることになる。ここで、設置角度が予め把握できている場合としては、初期設置時において、サイロの仕様や貯留される粉体の種類等に基づいて好適な設置角度が概ね把握でき、当該設置角度にて設置することで後は微調整のみで済む場合や、あるいはメンテナンス時において、予め初期設置時における傾角θ１および回転角θ２が記録されていて、再設置時に当該記録に基づいて設置を行なえばよいだけの場合等が含まれる。
【００６０】
また、初期設置時等において、好適な設置角度が把握できない場合にも、当該目印線Ｌ１，Ｌ２、目印部Ｐ、第１目盛りＳ１、第２目盛りＳ２を目安として角度調整作業を行なうことにより、角度調整作業の大幅な改善が見込まれる。すなわち、上記構成の角度調整にあっては、角度調整の際に球状部が特に規制されないため、その作業が困難になるおそれがあるものの、上述した目印線Ｌ１，Ｌ２、目印部Ｐ、第１目盛りＳ１、第２目盛りＳ２を目安として使用することにより、より効率的にかつ短時間で角度調整作業が行なえることになる。
【００６１】
以上において説明したように、本実施の形態における角度調整器４０およびこれを具備したレベルセンサ装置とすることにより、容易に角度調整が行なえる角度調整器とすることができるとともに、超音波式レベルセンサ２０を容易に所望の角度にて設置することが可能なレベルセンサ装置とすることができる。
【００６２】
なお、上述した本発明の一実施の形態においては、サイロ内に貯留された粉体の粉面のレベルを好適に検出できるように構成されたレベルセンサ装置に本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明は、タンク内に貯留された液体の液面のレベルを好適に検出できるように構成されたレベルセンサ装置にも当然にその適用が可能である。
【００６３】
また、上述した本発明の一実施の形態においては、超音波式レベルセンサを備えたレベルセンサ装置に本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明は、他の非接触式レベルセンサを備えたレベルセンサ装置にも当然にその適用が可能である。なお、他の非接触式レベルセンサとしては、レーザ式レベルセンサや、マイクロウェーブ式レベルセンサ等が例示される。
【００６４】
また、本発明は、レベルセンサ装置およびこれに具備される角度調整器にその適用が制限されるものではなく、アンテナ装置等、立体的な意味においての角度調整を必要とするあらゆる装置にその適用が可能であることは言うまでもない。
【００６５】
このように、今回開示した上記一実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００６６】
１ レベルセンサ装置、１０ ステム、１１ シャフト固定具、１２ 座金、１３ ゴムブッシュ、２０ 超音波式レベルセンサ、２１ ソケット、２２ センサ面、３０ 端子ボックス、３１ ソケット、４０ 角度調整器、４１ 第１保持板、４１ａ 受部、４２ 第２保持板、４２ａ 受部、４２ｂ 第１開口部、４３ シャフト、４３ａ 球状部、４３ｂ ソケット部、４４ Ｏリング、４５ ボルト、４６ 目盛り板、４６ｂ 第２開口部、５１ ガスケット、５２ 平座金、５３ ばね座金、５４ ナット、１００ サイロ、１１０ 貯留室、１２０ 設置部、１２１ 取付板、１２２ スタッドボルト、２００ 粉体、２０１ 粉面、Ａ 調整対象軸、Ａ′ 投影線、ＩＰ 設置面、ＲＡ１ 第１基準軸、ＲＡ２ 第２基準軸、Ｌ１，Ｌ２ 目印線、Ｐ 目印部、Ｓ１ 第１目盛り、Ｓ２ 第２目盛り、θ１ 傾角、θ２ 回転角。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度調整すべき対象物を所望の角度に調整することができる角度調整器に関し、また、当該角度調整器を具備することによって非接触式レベルセンサを所望の角度にて設置することができるように構成されたレベルセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、角度調整すべき対象物を所望の角度に調整することができる角度調整器として、種々の構造のものが知られている。その一つに、ボールジョイント（玉継手）に近似の構造を有し、対象物を支持する支持部に球状部を設け、当該球状部を摺動可能に保持部によって保持することにより、任意の角度に対象物の角度を調整可能にし、さらに球状部を摺動不能に固定する固定手段を設け、角度調整後において当該固定手段を用いて球状部を固定することにより、対象物の角度が維持されるように構成された角度調整器が知られている。当該構成の角度調整器を利用した場合には、調整できる角度範囲の自由度が非常に高くなるメリットが得られる。
【０００３】
上記構成の角度調整器は、たとえばレベルセンサ装置やアンテナ装置等、種々の製品分野において利用されている。ここで、レベルセンサ装置は、液体や粉体等の貯留物が貯留されたタンクやサイロ等に設置されることで貯留物の表面のレベル（すなわち高さ）を検出する装置であり、当該レベルセンサ装置を利用することにより、貯留物の残量等が検知可能となる。上記構成の角度調整器を備えたレベルセンサ装置としては、たとえば特開平６−１１３２８号公報（特許文献１）や特開２００８−１０７３５６号公報（特許文献２）等に開示のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１１３２８号公報
【特許文献２】特開２００８−１０７３５６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、上記構成の角度調整器を利用した場合には、調整できる角度範囲の自由度が非常に高くなる反面、対象物の角度調整の際に球状部の回転動作が基本的に規制されないことになるため、角度調整作業が困難になってしまう問題があった。特に、対象物の微妙な角度の調整を行なう場合には、その調整の目安等も特に存在しないため、角度調整作業が非常に困難になってしまう問題があった。
【０００６】
加えて、上記構成の角度調整器を利用して一旦対象物を所望の角度に調整して設置した後に、メンテナンス等のために当該角度調整器を取り外した場合には、これを再度同じ角度にて設置することが必要になるが、当該再設置の作業の際に利用できる調整の目安等も特に存在しないため、これを容易に再現することは困難であり、結果としてあらためて角度調整作業をやり直す必要が生じ、作業が大幅に煩雑化してしまう問題もあった。
【０００７】
なお、当該角度調整作業を行なう場合に、別途、角度計や水準器等を準備してこれらを利用して作業を行なうことで作業の容易化を図ることも考えられるが、角度計や水準器等を用いた場合にも必ずしも飛躍的に作業性が向上するとは言えず、さらには、振動が生じている環境下等においてはこれらを有効に利用できないといった問題もあり、何らかの他の改善策が強く求められている状況にあった。
【０００８】
したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、容易に角度調整が行なえる角度調整器を提供することを目的とし、またあわせて、当該角度調整器を具備することにより、非接触式レベルセンサを容易に所望の角度にて設置することができるように構成されたレベルセンサ装置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】
【０００９】
本発明に基づく角度調整器は、設置面に直交する第１基準軸と角度調整すべき対象物の調整対象軸とが成す傾角および上記設置面に含まれる第２基準軸と上記調整対象軸の上記設置面への投影線とが成す回転角をそれぞれ調整することにより、上記対象物の角度調整が可能に構成されたものであって、支持部と、保持部と、固定手段とを備える。上記支持部は、外周面が球面状である球状部を含み、上記対象物を支持する。上記保持部は、上記設置面に固定され、上記球状部を摺動可能に受け入れ保持する。上記固定手段は、上記対象物が所定の角度に維持されるように上記保持部によって保持された上記球状部を固定する。上記球状部の外周面には、上記調整対象軸を中心とした真円状の形状を有する上記傾角の調整のための目印線が設けられる。上記保持部には、上記第１基準軸を中心とした外形が真円状の開口面を有することで上記球状部の一部を露出させる第１開口部が設けられる。上記開口面が位置する側の上記保持部の主面上には、上記球状部が挿通可能な第２開口部を有する目盛り板が上記球状部の周りにおいて回転可能となるように配設される。上記目盛り板には、上記回転角の調整のための目印部が設けられる。上記目盛り板に設けられた上記第２開口部の周縁には、上記目印線と上記第２開口部の周縁とが交わる部分が指し示す位置に応じて上記傾角が表わされる第１目盛りが付設される。上記保持部に設けられた上記第１開口部の周縁には、上記目印部が指し示す位置に応じて上記回転角が表わされる第２目盛りが付設される。上記第１目盛りは、上記第１基準軸の上記目盛り板の主面に対する交点と上記目印部とを結ぶ直線を基準として、線対称に付設される。
【００１０】
上記本発明に基づく角度調整器にあっては、上記目印線が、上記調整対象軸を中心として同心円状に複数設けられてもよく、その場合には、上記第１目盛りが、上記複数の目印線のそれぞれに応じて付設されることが好ましい。
【００１１】
上記本発明に基づく角度調整器にあっては、上記保持部が、上記球状部を挟み込むことによって上記球状部を保持するための一対の挟持部材を含んでいることが好ましく、その場合には、上記一対の挟持部材が、上記球状部の外周面に沿うように球面凹状に形成されることで上記球状部を摺動可能に受け入れる受部を有していることが好ましい。さらにその場合には、上記固定手段が、上記一対の挟持部材同士を締結することで上記受部内において上記球状部を摺動不能に固定する締結手段にて構成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明に基づくレベルセンサ装置は、上述した上記本発明に基づく角度調整器と、上記対象物として非接触式レベルセンサとを備える。
【００１３】
上記本発明に基づくレベルセンサ装置にあっては、上記非接触式レベルセンサが、超音波式レベルセンサであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、容易に角度調整が行なえる角度調整器を提供することが可能になる。また、当該角度調整器を具備することにより、非接触式レベルセンサを容易に所望の角度にて設置することができるレベルセンサ装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における角度調整器およびこれを具備したレベルセンサ装置の正面図である。
【図２】図１に示すレベルセンサ装置をサイロに設置した状態を示す模式断面図である。
【図３】図１に示す角度調整器を用いたレベルセンサ装置の角度調整手法の概念を説明するための図である。
【図４】図１に示す角度調整器の斜視図である。
【図５】図１に示すレベルセンサ装置のサイロへの設置構造を示す要部断面図である。
【図６】図１に示す角度調整器の組付構造を示す分解図である。
【図７】図１に示す角度調整器のサイロへの組付構造を示す分解図である。
【図８】図１に示すレベルセンサ装置において、傾角および回転角のいずれもが０°である場合の角度調整器の一部破断平面図である。
【図９】図１に示すレベルセンサ装置において、傾角が６°でかつ回転角が１０°である場合の角度調整器の一部破断平面図である。
【図１０】図１に示すレベルセンサ装置において、傾角が１５°でかつ回転角が−２５°である場合の角度調整器の一部破断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、本発明が適用されたレベルセンサ装置として、非接触式レベルセンサである超音波式レベルセンサを備えたレベルセンサ装置を例示するとともに、本発明が適用された角度調整器として、当該レベルセンサ装置に具備された角度調整器を例示して説明を行なう。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態における角度調整器およびこれを具備したレベルセンサ装置の正面図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態におけるレベルセンサ装置および角度調整器の概略的な構成について説明する。
【００１８】
図１に示すように、レベルセンサ装置１は、ステム１０と、超音波式レベルセンサ２０と、端子ボックス３０と、角度調整器４０とを主として備えている。これらのうち、超音波式レベルセンサ２０が、角度調整されるべき対象物に相当し、角度調整器４０は、当該超音波式レベルセンサ２０の設置角度を自在に調整可能にするものである。なお、本実施の形態におけるレベルセンサ装置１は、後述するサイロ１００内に貯留された粉体２００の粉面２０１のレベルを好適に検出できるように構成されたものである（図２参照）。
【００１９】
ステム１０は、直線状に延びるパイプ状の部材からなる。ステム１０の下端には、超音波式レベルセンサ２０が取付けられており、ステム１０の上端には、端子ボックス３０が取付けられている。ステム１０は、超音波式レベルセンサ２０を支持する支持部の一部を構成する部材である。
【００２０】
超音波式レベルセンサ２０は、センサ面２２を介して超音波を送信し、その反射波をセンサ面２２を介して受信することで検出対象までの距離を計測するものである。より詳細には、超音波式レベルセンサ２０は、その内部に、印加された電気信号を超音波に変換して送信するとともに、送信した超音波の反射波を受信してこれを電気信号に変換して出力する超音波素子を有しており、超音波の発信からその反射波の受信までの時間を計測することにより、当該超音波素子から検出対象までの距離を計測するものである。
【００２１】
端子ボックス３０は、レベルセンサ装置１と外部の端末との間の電気的接続を行なうための部位であり、当該端子ボックス３０には、各種の入出力端子が設けられている。当該入出力端子は、ステム１０の内部に挿通されたリード線を介して超音波式レベルセンサ２０と結線されている。
【００２２】
上述した超音波式レベルセンサ２０および端子ボックス３０は、いずれもこれらに付設されたソケット２１，３１によってステム１０に固定されている。
【００２３】
角度調整器４０は、上述したように超音波式レベルセンサ２０の設置角度を自在に調整可能にするものであり、ステム１０の途中位置に取付けられている。角度調整器４０は、一対の保持板４１，４２と、シャフト４３と、目盛り板４６とを主として備えている。このうち、一対の保持板４１，４２は、後述する固定手段によって相互に固定され、シャフト４３は、相互に固定されたこれら一対の保持板４１，４２によって保持されることで当該一対の保持板４１，４２に固定される。また、シャフト４３は、シャフト固定具１１によってステム１０に固定されており、目盛り板４６は、シャフト４３に回転自在に外挿されている。
【００２４】
ここで、シャフト４３およびシャフト固定具１１は、いずれも超音波式レベルセンサ２０を支持する支持部の一部を構成する部材であり、一対の保持板４１，４２は、シャフト４３を受け入れ保持する保持部の一部を構成する部材である。なお、これら部材のより詳細な形状や組付構造等については、後述することとする。
【００２５】
図２は、図１に示すレベルセンサ装置をサイロに設置した状態を示す模式断面図である。次に、この図２を参照して、本実施の形態におけるレベルセンサ装置を実際にサイロに設置した状態について説明する。
【００２６】
図２に示すように、サイロ１００は、貯留物である粉体２００を貯留する貯留室１１０を内部に有している。なお、粉体２００としては、土砂やセメント、樹脂ペレット、顆粒状の薬剤、穀物等、あらゆるものが想定される。サイロ１００は、その下端に図示しない排出口を有しており、当該排出口から図中に示す矢印Ｄ方向に粉体２００が排出される。これにより、粉体２００の粉面２０１は、徐々に下降することになる。なお、図２においては、粉面２０１が下降する様子を模式的に示している。
【００２７】
本実施の形態におけるレベルセンサ装置１は、当該粉面２０１の変位を検出するために、サイロ１００の上端に設けられた設置部１２０に取付板１２１を介して設置される。ここで、レベルセンサ装置１は、サイロ１００の構造的な制約や、貯留物が粉体２００であるために粉面２０１が所定の安息角をもって非平面状に形成されることに鑑み、サイロ１００の上端の周縁寄りの位置に設置される場合が多い。その場合にも、より確実に粉面２０１のレベルが検出できるように、レベルセンサ装置１は、サイロ１００の排出口が設けられた位置またはその近傍に向けて超音波式レベルセンサ２０のセンサ面２２が正対するように、所定の角度をもって傾斜配置される。
【００２８】
傾斜配置されるレベルセンサ装置１の設置角度は、サイロ１００の仕様や貯留される粉体２００の種類等によって様々である。したがって、レベルセンサ装置１の設置角度は、設置されるサイロ１００に応じて個別に調整を行なう必要がある。そのため、本実施の形態におけるレベルセンサ装置１にあっては、設置角度を最適な角度に調整できるように、上述した角度調整器４０が設けられている。なお、通常、設置角度の調整は、レベルセンサ装置１にオシロスコープ等を接続し、超音波式レベルセンサ２０の出力が実際の粉面２０１のレベルに応じて感度よく検出できているかを当該オシロスコープ等を利用してモニタリングしながら行なわれる。
【００２９】
図３は、図１に示す角度調整器を用いたレベルセンサ装置の角度調整手法の概念を説明するための図である。次に、この図３を参照して、本実施の形態における角度調整器を用いたレベルセンサ装置の角度調整手法の概念について説明する。
【００３０】
図３に示すように、本実施の形態においては、レベルセンサ装置１の角度調整のための調整対象軸Ａが、ステム１０の軸線が延びる方向に合致して延在している。ここで、レベルセンサ装置１の設置面ＩＰを基準とした場合、当該設置面ＩＰと直交する第１基準軸ＲＡ１と上記調整対象軸Ａとが成す傾角θ１と、当該設置面ＩＰに含まれる第２基準軸ＲＡ２と上記調整対象軸Ａの設置面ＩＰへの投影線Ａ′とが成す回転角θ２とが決定すれば、調整対象軸Ａの立体的な意味においての傾きが一意に決定することになる。したがって、本実施の形態においては、これら傾角θ１および回転角θ２とを角度調整のための目安として用いることとし、設置角度の調整がこれら傾角θ１および回転角θ２を用いて容易に行なわれるようにレベルセンサ装置１を構成している。
【００３１】
図４は、図１に示す角度調整器の斜視図であり、図５は、図１に示すレベルセンサ装置のサイロへの設置構造を示す要部断面図である。また、図６は、図１に示す角度調整器の組付構造を示す分解図であり、図７は、図１に示す角度調整器のサイロへの組付構造を示す分解図である。次に、これら図４ないし図７を参照して、本実施の形態における角度調整器を構成する各種部材の形状や組付構造および角度調整器のサイロへの設置構造ならびにステムへの組付構造等について詳細に説明する。
【００３２】
図４および図５を参照して、上述したように、角度調整器４０は、保持部の一部を構成する一対の保持板４１，４２と、支持部の一部を構成するシャフト４３と、目盛り板４６とに加え、保持部の一部を構成するＯリング４４と、一対の保持板４１，４２を相互に固定するための固定手段としてのボルト４５とをさらに備えている。
【００３３】
シャフト４３は、筒状の形状を有しており、その内部にステム１０が挿通される貫通孔を有している。シャフト４３の下端には、外周面が球面状である球状部４３ａが設けられており、シャフト４３の上端には、ソケット部４３ｂが設けられている。
【００３４】
図５および図７に示すように、ソケット部４３ｂの内部には、中空筒状のゴムブッシュ１３が内挿されており、当該ゴムブッシュ１３の上面上には、さらに円環平板状の座金１２が配置されている。また、座金１２の上面上には、シャフト固定具１１が配置されている。これらゴムブッシュ１３および座金１２は、いずれも超音波式レベルセンサ２０を支持する支持部の一部を構成する部材である。
【００３５】
ここで、ソケット部４３ｂの内周面の所定位置には、雌ネジが設けられており、シャフト固定具１１の外周面には、当該雌ネジに螺合する雄ネジが設けられている。これにより、図５に示すように、ステム１０がシャフト４３の貫通孔に内挿された状態でシャフト固定具１１がソケット部４３ｂに捩じ込まれることにより、ゴムブッシュ１３が座金１２を介してシャフト固定具１１によって圧縮されることによって変形し、当該変形後のゴムブッシュ１３の内周面がステム１０の外周面に圧接触することにより、その締付力および摩擦力によってステム１０の所定位置にシャフト４３が固定されることになる。
【００３６】
一方、図５に示すように、挟持部材としての一対の保持板４１，４２は、それぞれシャフト４３の球状部４３ａの外周面に沿うように球面凹状に形成された受部４１ａ，４２ａを有している。より詳細には、球状部４３ａの下端側の部位を保持する第１保持板４１には、上部側に向かうにつれて拡径する球面凹状の受部４１ａを含む開口部が設けられており、球状部４３ａの上端側の部位を保持する第２保持板４２には、下部側に向かうにつれて拡径する球面凹状の受部４２ａを含む第１開口部４２ｂが設けられている。また、第１保持板４１の上端側の位置には、上述した受部４１ａを含む開口部に連続して、Ｏリング４４が収容される収容凹部が設けられている。
【００３７】
図４および図５に示すように、上述した第１開口部４２ｂを第２保持板４２に設けることにより、第２保持板４２は、第１基準軸ＲＡ１（図３参照）を中心とした外形が真円状の開口面を有することになり、当該開口面を介して球状部４３ａの上端寄りの部分が外部に向けて露出することになる。
【００３８】
図４および図５に示すように、第２保持板４２の受部４２ａの周囲には、周方向に沿って点列状にボルト４５を挿通するためのボルト挿通孔が設けられており、当該ボルト挿通孔に対向する部分の第１保持板４１には、内周面に雌ネジが設けられたボルト固定孔が設けられている。これにより、図５および図６に示すように、球状部４３ａが一対の保持板４１，４２に設けられた受部４１ａ，４２ａによって受け入れ保持されるように、球状部４３ａを当該一対の保持板４１，４２によって挟み込んだ状態とし、さらにボルト４５を上述したボルト挿通孔に挿通させてボルト固定孔に軽螺着される（すなわち、比較的弱い力で螺合される）ことにより、一対の保持板４１，４２が締結されて球状部４３ａがこれら一対の保持板４１，４２によって摺動可能に受け入れ保持されることになる。
【００３９】
また、上述した第１保持板４１に設けられた収容凹部には、Ｏリング４４が収容されている。そのため、ボルト４５がさらに捩じ込まれる（すなわち、強い力で螺合される）ことにより、一対の保持板４１，４２がより強固に締結され、Ｏリング４４が一対の保持板４１，４２によって挟み込まれて圧縮されて変形し、これにより当該変形後のＯリング４４の内周面が球状部４３ａの外周面に圧接触することになり、その締付力および摩擦力によって球状部４３ａが摺動不能に固定されることになる。なお、これにより、当該Ｏリング４４によって当該部分における密閉性も確保されることになる。
【００４０】
図４および図５に示すように、第１保持板４１は、第２保持板４２よりも大径の部材にて構成されており、第１保持板４１と第２保持板４２とをボルト４５を用いて螺合させた状態においては、第１保持板４１の外周縁寄りの部分が露出した状態となる。第１保持板４１の当該露出部分には、周方向に沿って点列状にスタッドボルト１２２を挿通するためのボルト挿通孔が設けられている。
【００４１】
ここで、図５に示すように、スタッドボルト１２２は、サイロ１００の設置部１２０に取付けられる取付板１２１に設けられている。これにより、図５および図７に示すように、当該スタッドボルト１２２が上述した第１保持板４１に設けられたボルト挿通孔に挿通された状態とし、さらに当該スタッドボルト１２２に平座金５２、ばね座金５３を外挿し、その後スタッドボルト１２２にナット５４が捩じ込まれることにより、第１保持板４１が取付板１２１に強固に固定されることになる。なお、第１保持板４１と取付板１２１の間には、シート状のガスケット５１が介装されており、これによりサイロ１００の貯留室１１０の密閉性が保たれることになる。
【００４２】
また、図４ないし図６に示すように、球状部４３ａの上端寄りの部分を露出させるべく設けられた上記開口面が位置する第２保持板４２の上面上には、球状部４３ａが挿通可能な第２開口部４６ｂを有する目盛り板４６が配設されている。ここで、第２開口部４６ｂは、目盛り板４６が配設された位置において、球状部４３ａよりも僅かに大きい開口径を有している。これにより、目盛り板４６は、球状部４３ａの周りにおいて回転可能となるように構成されている。
【００４３】
以上において説明した角度調整器４０の組付構造および角度調整器４０のサイロ１００への設置構造ならびにステム１０への組付構造を採用することにより、本実施の形態におけるレベルセンサ装置１にあっては、超音波式レベルセンサ２０が取付けられたステム１０を支持するシャフト４３の球状部４３ａが摺動可能に一対の保持板４１，４２によって保持されることになるため、上述したボルト４５の軽螺着状態において任意の角度に超音波式レベルセンサ２０の角度が調整可能になることになり、さらには、ボルト４５を強固に締結した状態において球状部４３ａが一対の保持板４１，４２に対して摺動不能に固定されることになるため、角度調整後において超音波式レベルセンサ２０の角度が確実に維持されることになる。
【００４４】
ここで、本実施の形態における角度調整器４０およびこれを具備したレベルセンサ装置１にあっては、上述した傾角θ１および回転角θ２（図３参照）を角度調整のための目安として用いることにより、容易に超音波式レベルセンサ２０の角度調整が行なえるように工夫されている。この点について、以下において詳説する。
【００４５】
図８は、図１に示すレベルセンサ装置において、傾角および回転角のいずれもが０°である場合の角度調整器の一部破断平面図である。なお、図８は、図５に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿ってシャフトを切断した状態での平面図であり、図８に示す状態は、上述したように傾角θ１および回転角θ２がいずれも０°に調整された中立位置（すなわち、調整対象軸Ａと第１基準軸ＲＡ１とが重なった状態の位置）を示している。
【００４６】
図４および図８に示すように、本実施の形態における角度調整器４０およびこれを具備したレベルセンサ装置１にあっては、シャフト４３の球状部４３ａの外周面の所定位置に、調整対象軸Ａを中心とした真円状の形状を有する目印線Ｌ１，Ｌ２が設けられている。当該目印線Ｌ１，Ｌ２は、調整対象軸Ａを中心として同心円状に設けられている。これら目印線Ｌ１，Ｌ２は、上述した傾角θ１を調整するための目印となるものである。
【００４７】
また、図８に示すように、目盛り板４６の上面の周縁の所定位置には、目印部Ｐが設けられている。当該目印部Ｐは、上述した回転角θ２を調整するための目印となるものである。
【００４８】
一方、図４および図８に示すように、目盛り板４６に設けられた第２開口部４６ｂの周縁の所定位置には、第１目盛りＳ１が付設されている。当該第１目盛りＳ１は、上述した目印線Ｌ１，Ｌ２と相まって傾角θ１を調整するために使用されるものであり、具体的には、当該第１目盛りＳ１は、シャフト４３の球状部４３ａが傾斜配置された場合に、目印線Ｌ１，Ｌ２と第２開口部４６ｂとが交わる部分が指し示す位置に応じて上記傾角θ１が表わされるように付設されている。
【００４９】
また、図４および図８に示すように、第２保持板４２に設けられた第１開口部４２ｂの周縁の所定位置には、第２目盛りＳ２が付設されている。当該第２目盛りＳ２は、上述した目印部Ｐと相まって回転角θ２を調整するために使用されるものであり、具体的には、当該第２目盛りＳ２は、目印部Ｐが指し示す位置に応じて上記回転角θ２が表わされるように付設されている。
【００５０】
ここで、図８に示すように、第１目盛りＳ１は、第１基準軸ＲＡ１の目盛り板４６の主面に対する交点と目印部Ｐとを結ぶ直線Ｌを基準として、線対称となるように付設されており、これにより、目盛り板４６には、当該直線Ｌを境に左右対称に目盛りが付さることになる。また、第１目盛りＳ１は、目印線Ｌ１，Ｌ２のそれぞれに応じた目盛りを含むこととなるように、目盛り板４６の主面上に二重に重なるように付設されている。
【００５１】
このように、球状部４３ａ、目盛り板４６および第２保持板４２に、目印線Ｌ１，Ｌ２、目印部Ｐ、第１目盛りＳ１、第２目盛りＳ２を設けることにより、目印線Ｌ１，Ｌ２および第１目盛りＳ１を利用することで傾角θ１が把握可能になり、また目印部Ｐおよび第２目盛りＳ２を利用することで回転角θ２が把握可能になる。
【００５２】
図９および図１０は、図１に示すレベルセンサ装置において、シャフト４３の球状部４３ａが傾斜配置された場合の角度調整器の一部破断平面図である。なお、図９においては、傾角θ１が６°でかつ回転角θ２が１０°となるように調整対象軸が傾いた場合を例示しており、図１０においては、傾角θ１が１５°でかつ回転角θ２が−２５°となるように調整対象軸が傾いた場合を例示している。
【００５３】
図９および図１０に示すように、シャフト４３の球状部４３ａが傾斜配置された場合には、調整対象軸Ａが傾斜することによって当該調整対象軸Ａを中心として設けられた目印線Ｌ１，Ｌ２も傾斜配置されることになり、当該目印線Ｌ１，Ｌ２が目盛り板４６の第２開口部４６ｂの周縁と交わることになる。
【００５４】
その際、調整対象軸Ａが所定角度以上に傾斜した場合には、これら目印線Ｌ１，Ｌ２と第２開口部４６ｂの周縁とが交わる部分は、たとえば図中に示すようにＣ１およびＣ２の２箇所生じることになり、この２箇所のそれぞれに第１目盛りＳ１の左右一対の目盛りが合致するように目盛り板４６を回転させて配置し、当該部分に付された目盛りを読み取ることにより、調整対象軸Ａと第１基準軸ＲＡ１とが成す傾角θ１が把握できることになる。
【００５５】
なお、図９に示すように、傾角θ１が比較的小さい角度である場合には、調整対象軸Ａに沿ってより下端側に設けられた目印線Ｌ１が利用でき、図１０に示すように、傾角θ１が比較的大きい角度である場合には、調整対象軸Ａに沿ってより上端側に設けられた目印線Ｌ２が利用できる。このように、複数の目印線を設けることとすれば、傾角θ１の調整範囲を容易に拡張することができる。
【００５６】
ここで、図９および図１０に示すように、第１目盛りＳ１に含まれる二重の目盛りのうち、目印線Ｌ１に対応するように設けられた目盛りによって示される傾角θ１の角度範囲の上限値と、目印線Ｌ２に対応するように設けられた目盛りによって示される傾角θ１の角度範囲の下限値とが重複して表わされることとなるように、目印線Ｌ１，Ｌ２および第１目盛りＳ１を構成すれば、当該傾角θ１の調整の際に、目印線Ｌ１を用いての目盛りの読み取りから目印線Ｌ２を用いての目盛りの読み取りにスムーズに移行することが可能になり、さらなる利便性が確保されることになる。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、図９および図１０に示すように、目印線Ｌ１を利用して読み取られる傾角θ１の角度範囲が２°から１２°に設定されており、目印線Ｌ２を利用して読み取られる傾角θ１の角度範囲が９°から２１°に設定されている。したがって、これら角度範囲の重複部分は、９°から１２°になることになり、当該角度範囲内においては、目印線Ｌ１および目印線Ｌ２のいずれを用いても傾角θ１の調整が可能となる。
【００５８】
また、その際、目盛り板４６に設けられた第１目盛りＳ１の線対称基準となる直線Ｌ（図８参照）上に目印部Ｐが設けられているため、当該目印部Ｐが指し示す第２目盛りＳ２の目盛りを読み取ることにより、調整対象軸Ａと第２基準軸ＲＡ２とが成す回転角θ２も同時に把握できることになる。
【００５９】
したがって、角度調整の対象である超音波レベルセンサの設置角度が予め把握できている場合には、当該目印線Ｌ１，Ｌ２、目印部Ｐ、第１目盛りＳ１、第２目盛りＳ２を目安として角度調整作業を行なうことにより、非常に簡便に作業が行なえることになる。ここで、設置角度が予め把握できている場合としては、初期設置時において、サイロの仕様や貯留される粉体の種類等に基づいて好適な設置角度が概ね把握でき、当該設置角度にて設置することで後は微調整のみで済む場合や、あるいはメンテナンス時において、予め初期設置時における傾角θ１および回転角θ２が記録されていて、再設置時に当該記録に基づいて設置を行なえばよいだけの場合等が含まれる。
【００６０】
また、初期設置時等において、好適な設置角度が把握できない場合にも、当該目印線Ｌ１，Ｌ２、目印部Ｐ、第１目盛りＳ１、第２目盛りＳ２を目安として角度調整作業を行なうことにより、角度調整作業の大幅な改善が見込まれる。すなわち、上記構成の角度調整にあっては、角度調整の際に球状部が特に規制されないため、その作業が困難になるおそれがあるものの、上述した目印線Ｌ１，Ｌ２、目印部Ｐ、第１目盛りＳ１、第２目盛りＳ２を目安として使用することにより、より効率的にかつ短時間で角度調整作業が行なえることになる。
【００６１】
以上において説明したように、本実施の形態における角度調整器４０およびこれを具備したレベルセンサ装置とすることにより、容易に角度調整が行なえる角度調整器とすることができるとともに、超音波式レベルセンサ２０を容易に所望の角度にて設置することが可能なレベルセンサ装置とすることができる。
【００６２】
なお、上述した本発明の一実施の形態においては、サイロ内に貯留された粉体の粉面のレベルを好適に検出できるように構成されたレベルセンサ装置に本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明は、タンク内に貯留された液体の液面のレベルを好適に検出できるように構成されたレベルセンサ装置にも当然にその適用が可能である。
【００６３】
また、上述した本発明の一実施の形態においては、超音波式レベルセンサを備えたレベルセンサ装置に本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明は、他の非接触式レベルセンサを備えたレベルセンサ装置にも当然にその適用が可能である。なお、他の非接触式レベルセンサとしては、レーザ式レベルセンサや、マイクロウェーブ式レベルセンサ等が例示される。
【００６４】
また、本発明は、レベルセンサ装置およびこれに具備される角度調整器にその適用が制限されるものではなく、アンテナ装置等、立体的な意味においての角度調整を必要とするあらゆる装置にその適用が可能であることは言うまでもない。
【００６５】
このように、今回開示した上記一実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００６６】
１ レベルセンサ装置、１０ ステム、１１ シャフト固定具、１２ 座金、１３ ゴムブッシュ、２０ 超音波式レベルセンサ、２１ ソケット、２２ センサ面、３０ 端子ボックス、３１ ソケット、４０ 角度調整器、４１ 第１保持板、４１ａ 受部、４２ 第２保持板、４２ａ 受部、４２ｂ 第１開口部、４３ シャフト、４３ａ 球状部、４３ｂ ソケット部、４４ Ｏリング、４５ ボルト、４６ 目盛り板、４６ｂ 第２開口部、５１ ガスケット、５２ 平座金、５３ ばね座金、５４ ナット、１００ サイロ、１１０ 貯留室、１２０ 設置部、１２１ 取付板、１２２ スタッドボルト、２００ 粉体、２０１ 粉面、Ａ 調整対象軸、Ａ′ 投影線、ＩＰ 設置面、ＲＡ１ 第１基準軸、ＲＡ２ 第２基準軸、Ｌ１，Ｌ２ 目印線、Ｐ 目印部、Ｓ１ 第１目盛り、Ｓ２ 第２目盛り、θ１ 傾角、θ２ 回転角。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置面に直交する第１基準軸と角度調整すべき対象物の調整対象軸とが成す傾角および前記設置面に含まれる第２基準軸と前記調整対象軸の前記設置面への投影線とが成す回転角をそれぞれ調整することにより、前記対象物の角度調整が可能に構成された角度調整器であって、
外周面が球面状である球状部を含み、前記対象物を支持する支持部と、
前記設置面に固定され、前記球状部を摺動可能に受け入れ保持する保持部と、
前記対象物が所定の角度に維持されるように前記保持部によって保持された前記球状部を固定する固定手段とを備え、
前記球状部の外周面には、前記調整対象軸を中心とした真円状の形状を有する前記傾角の調整のための目印線が設けられ、
前記保持部には、前記第１基準軸を中心とした外形が真円状の開口面を有することで前記球状部の一部を露出させる第１開口部が設けられ、
前記開口面が位置する側の前記保持部の主面上には、前記球状部が挿通可能な第２開口部を有する目盛り板が前記球状部の周りにおいて回転可能となるように配設され、
前記目盛り板には、前記回転角の調整のための目印部が設けられ、
前記目盛り板に設けられた前記第２開口部の周縁には、前記目印線と前記第２開口部の周縁とが交わる部分が指し示す位置に応じて前記傾角が表わされる第１目盛りが付設され、
前記保持部に設けられた前記第１開口部の周縁には、前記目印部が指し示す位置に応じて前記回転角が表わされる第２目盛りが付設され、
前記第１目盛りが、前記第１基準軸の前記目盛り板の主面に対する交点と前記目印部とを結ぶ直線を基準として、線対称に付設されている、角度調整器。
【請求項２】
前記目印線が、前記調整対象軸を中心として同心円状に複数設けられ、
前記第１目盛りが、前記複数の目印線のそれぞれに応じて付設されている、請求項１に記載の角度調整器。
【請求項３】
前記保持部は、前記球状部を挟み込むことによって前記球状部を保持するための一対の挟持部材を含み、
前記一対の挟持部材は、前記球状部の外周面に沿うように球面凹状に形成されることで前記球状部を摺動可能に受け入れる受部を有し、
前記固定手段は、前記一対の挟持部材同士を締結することで前記受部内において前記球状部を摺動不能に固定する締結手段からなる、請求項１または２に記載の角度調整器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の角度調整器と、
前記対象物として非接触式レベルセンサとを備えた、レベルセンサ装置。
【請求項５】
前記非接触式レベルセンサが、超音波式レベルセンサである、請求項４に記載のレベルセンサ装置。
【請求項１】
設置面に直交する第１基準軸と角度調整すべき対象物の調整対象軸とが成す傾角および前記設置面に含まれる第２基準軸と前記調整対象軸の前記設置面への投影線とが成す回転角をそれぞれ調整することにより、前記対象物の角度調整が可能に構成された角度調整器であって、
外周面が球面状である球状部を含み、前記対象物を支持する支持部と、
前記設置面に固定され、前記球状部を摺動可能に受け入れ保持する保持部と、
前記対象物が所定の角度に維持されるように前記保持部によって保持された前記球状部を固定する固定手段とを備え、
前記球状部の外周面には、前記調整対象軸を中心とした真円状の形状を有する前記傾角の調整のための目印線が設けられ、
前記保持部には、前記第１基準軸を中心とした外形が真円状の開口面を有することで前記球状部の一部を露出させる第１開口部が設けられ、
前記開口面が位置する側の前記保持部の主面上には、前記球状部が挿通可能な第２開口部を有する目盛り板が前記球状部の周りにおいて回転可能となるように配設され、
前記目盛り板には、前記回転角の調整のための目印部が設けられ、
前記目盛り板に設けられた前記第２開口部の周縁には、前記目印線と前記第２開口部の周縁とが交わる部分が指し示す位置に応じて前記傾角が表わされる第１目盛りが付設され、
前記保持部に設けられた前記第１開口部の周縁には、前記目印部が指し示す位置に応じて前記回転角が表わされる第２目盛りが付設され、
前記第１目盛りが、前記第１基準軸の前記目盛り板の主面に対する交点と前記目印部とを結ぶ直線を基準として、線対称に付設されている、角度調整器。
【請求項２】
前記目印線が、前記調整対象軸を中心として同心円状に複数設けられ、
前記第１目盛りが、前記複数の目印線のそれぞれに応じて付設されている、請求項１に記載の角度調整器。
【請求項３】
前記保持部は、前記球状部を挟み込むことによって前記球状部を保持するための一対の挟持部材を含み、
前記一対の挟持部材は、前記球状部の外周面に沿うように球面凹状に形成されることで前記球状部を摺動可能に受け入れる受部を有し、
前記固定手段は、前記一対の挟持部材同士を締結することで前記受部内において前記球状部を摺動不能に固定する締結手段からなる、請求項１または２に記載の角度調整器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の角度調整器と、
前記対象物として非接触式レベルセンサとを備えた、レベルセンサ装置。
【請求項５】
前記非接触式レベルセンサが、超音波式レベルセンサである、請求項４に記載のレベルセンサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−２９４５２（Ｐ２０１３−２９４５２Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６７５３（Ｐ２０１１−１６６７５３）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００２３３７９０）株式会社ノーケン (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００２３３７９０）株式会社ノーケン (13)
【Ｆターム（参考）】
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