【発明の詳細な説明】
軽量物体用の駆動ローラセンサ
関連出願の参照
本願は、本願と同時に係属している米国特許出願シリアルNo.08/608,358（出
願日：１９９６年２月２８日、発明者：John T．Martin and Timothy L．Lansbe
rry、発明の名称：「コンベア上の軽量物体を検知するためのセンサ（”A SENSO
R FOR DETECTING LIGHTWEIGHT OBJECTS ON A CONVEYOR”）」）の一部継続出願
である。
技術分野
本発明は、コンベア上の物体を検知するための機械的なセンサアセンブリに関
し、より詳細には、機械的なセンサで従来可能な速度よりも大きな速度で軽量物
体を搬送することを可能にするセンサアセンブリに関する。
背景技術
製品、パッケージ及び同様なもののためのコンベアは、極めて精巧になってき
ており、搬送のために使用されるばかりではなく、選別及び他の作業にも使用さ
れている。近年、コンベアの特定の位置又は特定のゾーンに搬送物体が存在する
ことを検知して、物体が検知された時に何等かの処置を行わせるためのセンサア
センブリを備えるコンベアを提供することの関心が高まってきている。そのよう
なセンサは、物体の数をカウントするために使用することができる。コンベアの
湾曲部分のローラの運転の起動及び停止をそのようなセンサによって行うことが
できる。
センサの最も一般的な用途は、コンベアに沿う物体の進行を制御することであ
る。米国特許第４，４４１，６０７号、米国特許第５，１９１，９６７号、及び
、米国特許第５，３５８，０９７号は、上述の目的のための機械的なセンサを備
えるコンベアの代表的な実施例を教示している。最も簡単な構造においては、コ
ンベアは、一連のゾーンに分割され、各々のゾーンにセンサが設けられる。各々
のゾーンのセンサは、製品によって作動された時に、第１のゾーンの搬送物体が
セ
ンサを通過して該センサを解除するまで、次の進行するゾーン（あるいは、コン
ベアの速度によっては第２の進行するゾーン）のローラを停止させる。そのよう
な装置の大部分においては、上記センサは、空気弁の作動プランジャ又は作動ス
テムに係合したりそれから離れたりする。上記センサが、進行するゾーンのロー
ラを制御するのに適した電気的なスイッチ又は適宜な２位置装置を作動させたり
解除したりすることができることは、当業者には理解されよう。
従来技術の一定の目的は、搬送されている非常に軽量の物体を検知することの
できるコンベア用の機械的なセンサを開発することである。電子的なフォ・アイ
（photo-eye）技術を用いて、任意の物体をその重量に関係無く検知することが
できることは周知であるが、電子的なフォトアイ・センサは一般的に、精巧で非
常に高価な装置を含んでいる。従来技術の機械的な装置は、約０．４５ｋｇ（約
１ポンド）の重量を有する物体を検知することができるという観点から開発され
てきた。
本発明は、上述の目的のための機械的なセンサ装置を指向するものであって、
センサアーム用の刃受支点を用いることをその特徴としている。本センサアセン
ブリは、軽量の構造を有していて、センサアセンブリの全重量が軽減されている
。その結果、本発明のセンサは、約０．１７ｋｇ（０．３８ポンド）あるいはそ
れ以下の重量を有する搬送物体を感知することができる。
発明の開示
本発明によれば、コンベアローラを備えるタイプのコンベアの上の軽量物体の
存在を検知するためのセンサアセンブリが提供される。コンベアの各々のコンベ
アローラは、コンベアのサイドフレームの間で固定されたシャフトに回転可能に
設けられる。上記コンベアローラの中の選択された１つのコンベアローラは、他
のローラよりも短い。この短いコンベアローラのシャフトは、該シャフトに回転
不可能に固定された一対の刃受支点軸受を有している。各々の支点軸受は、一方
のコンベア・サイドフレームと上記短いコンベアローラの隣接端との間に位置し
ている。
一対のセンサアームが各々、上記刃受の一方に揺動可能に取り付けられている
。上記センサアームは、上方端及び下方端を有する細長い部材である。上記セン
サ
アームの上方端は、複数の軽量センサローラが取り付けられているシャフトによ
って、互いに接続される。
上記センサアームは、上記センサローラが隣接するコンベアローラの上方まで
上昇する通常位置と作動位置との間で、それぞれの刃受の周囲で揺動可能である
。調節可能なバランスバネが、上記センサアーム及びローラを含む上記センサア
センブリをバランスさせてそれぞれの通常位置に置く。
２位置装置が、一方のコンベア・サイドフレームに設けられていて、上記セン
サアームの中の通常位置にある隣接する方のセンサアームによって、第１の位置
に保持される。上記スイッチ装置は、センサアームが作動されると、同じセンサ
アームによって解除されてその第２の位置を取る。上記スイッチ装置は、空圧弁
を含む適宜なタイプの装置とすることができる。
感知装置を用いてコンベアに沿う物体の運動を制御することは、本発明の範囲
内である。また、コンベアを複数のゾーンに分割し、各々のゾーンに本発明のセ
ンサを設けることができる。最後に、互いに機械的に連結された２つのセンサを
単一のゾーンに設けることも、本発明の範囲内である。
図面の簡単な説明
図１は、本発明のセンサアセンブリを備えたコンベアの長手方向の部分断面図
であって、センサアセンブリがその通常位置（非作動位置）にある状態を示す。
図２は、図１と同様の長手方向の部分断面図であって、センサアセンブリがそ
の上方を通過する物体によって作動される作動位置にある状態を示す。
図３は、図２の線３−３に沿って見た場合の図１の構造の部分平面図であって
、搬送されている物体を鎖線で示す。
図４は、図１の線４−４に沿って取った部分断面図である。
図５は、図１及び図２と同様の長手方向の断面図であって、相互に接続された
本発明の一対のセンサアセンブリを使用している状態を示す。
図６は、一方のコンベア・サイドフレームに形成された垂直スロットの中に設
けられたコンベア・ローラシャフトの端部を示す部分側面図である。
図７は、「リビングヒンジ」によってセンサアームに取り付けられた支点軸受
を示す部分的な図である。
発明の詳細な説明
総ての図において、同様の部品には同様の参照符号が付されている。最初に、
図１及び図３を参照する。これらの図においては、コンベアの全体が参照符号１
で示されている。コンベア１は、サイドフレーム２、３を備えている。サイドフ
レーム２、３は、通常の垂直のサポート又は脚部（図示せず）に取り付けること
ができ、またサイドフレームの間には、適宜の水平ブレース（控え、図示せず）
が設けられることになるが、そのような構造は、総て当業界で周知である。
コンベア・サイドフレーム２、３は、均等に隔置された複数のシャフト４（シ
ャフト４ａを含む）を支持している。シャフト４、４ａは、適宜な方法によって
、サイドフレーム２、３に回転不可能に取り付けられている。図３に示す実施例
においては、シャフト４、４ａは、六角形の断面を有していて、サイドフレーム
２、３の六角形の開口を貫通している。図６に示すように、シャフト４、４ａの
両端部は、便宜上及び安全上の理由から、垂直スロット４ｂの中に設けることが
できる。シャフト４又は４ａは、それぞれのスロットから簡単に持ち上げること
ができる。各々のシャフト４は、適宜な軸受（図示せず）によって回転可能に取
り付けられたコンベアローラ５を有している。コンベア・ローラシャフト４ａは
、コンベアローラ（参照符号５ａが付されている）を担持しており、このコンベ
アローラ５ａは、コンベアローラ５と同じであるが、後に明らかになるように、
本発明のセンサアセンブリのための余裕すなわち空間を残すためにコンベアロー
ラ５よりも短い点において異なっている。
上に述べたように、コンベア１は、所定数のコンベアローラ５を各々含む一連
のゾーンに分割することができる。各々のゾーンも、短いコンベアローラ５ａと
、本発明のセンサアセンブリ（図面に参照符号６でその全体を示す）とを備える
ことができる。各々のゾーンのコンベアローラ５、５ａは、これらコンベアロー
ラに沿って物体を搬送するように駆動することができる。
従来技術においては、各々のゾーンのコンベアローラを隣接するゾーンのコン
ベアローラとは独立させて駆動する種々の方法が考えられている。そのような独
立した駆動を行う方法は、本発明を限定するものではない。あるゾーンのコンベ
アローラを駆動する方法の中で最も一般的な方法は、上方位置と下方位置との間
で移動可能な連続的に駆動されるベルト又はパッド付きチェーンを含むユニット
を当該ゾーンの下に設けることである。上記チェーン又はベルトは、その下方位
置においては、コンベアローラと接触せず、従って、該コンベアローラを駆動し
ない。上記米国特許又はパッド付きチェーンは、その上方位置においては、その
特定のコンベアゾーンのコンベアローラ５、５ａに摩擦的に係合し、図１及び図
３に矢印Ａで示すように、ローラを所望の方向に駆動する。
図３を参照すると、センサ６は、一対のセンサアーム７、８を備えている。後
に説明するように、センサアーム７、８は、コンベアローラ５ａを軸受けするシ
ャフト４ａに関連して枢動可能に設けられている。それぞれのセンサアームの上
方端は、複数のセンサローラ１０を支持するシャフト９によって、相互に接続さ
れている。シャフト９が、単一のセンサローラではなく、複数のセンサローラ１
０を軸受けすることが好ましい理由は、後に明らかになる。センサローラは、セ
ンサアセンブリ６の全体重量を軽減するために、可能な限り軽くなっている。セ
ンサローラは、例えば、中空のプラスチックローラとすることができる。シャフ
ト９の両端部は、参照符号１１、１２で示されるピンによって、あるいは、他の
適宜な手段によって、センサアーム７、８に回転不可能に取り付けられている。
シャフト９は、スチール又はアルミニウムのロッド又は管の如き適宜な材料か
ら形成することができるが、シャフト９は、炭素繊維の軽量シャフトであるのが
好ましいことが分かっている。DFI Pultruded Compost，Inc.（ケンタッキー州E
rlanger所在）によって製造されている、ビニルエステル樹脂の中で単一方向に
配向された炭素繊維から成るパルトルード・ロッド（pultruded rod）を用いる
と優れた結果が得られた。シャフト９は回転せず、荷物がセンサローラの上を通
過する度毎に、曲げ力を受ける。また、クラフト紙箱は、コンベア装置で取り扱
われた場合に、変形してセンサローラ１０に当たり、ローラ１０及びシャフト９
にかなりの力を与えることが多い。炭素繊維のシャフトは、そのようなカートン
の一部がコンベアローラの上方支持面よりも下方にたるんだ時に、カートンがセ
ンサローラの上を通過することができるような撓み特性を示す。炭素繊維のシャ
フト９は、大きな降伏強度をその特徴としており、従って、撓んだ場合に、その
元の直線的な状態に復帰する。スチール又はアルミニウムの管又はロッドから成
るシャフトは、最終的には、永続的な曲げを生ずる。センサの感度が増大するに
従って、センサの丈夫さを維持しなければならない。炭素繊維のシャフトを用い
ることが、センサの寿命にとって重要なファクタである。
センサアーム７、及び、センサアーム８は同一である。この理由から、図１、
図３及び図４に関するセンサアーム７の説明は、アーム８の説明とも考えること
ができる。アーム７は、プラスチックから形成されるのが好ましく、ワンピース
型の一体構造として成形するのに適している。
アーム７は、中央ウエブ１３を備えており、この中央ウエブは、上方部分１３
ａと、中間部分１３ｂと、下方部分１３ｃとを有している。アーム７には、その
後縁部に沿って、横断フランジ１４が設けられており、この横断フランジは、ア
ーム７の下方端からアーム７の上方端に向かってウエブ１３の両側を横断して伸
長している。フランジ１４は、アーム７の上方端において、円形フランジ１５で
終端となっており、該円形フランジは、ウエブ１３の両側まで伸長していて、シ
ャフト９を収容する開口１６を包囲している。横断フランジ１７が、円形フラン
ジ１５からウエブ１３の両側でアーム７の前方部に沿って伸長して、参照符号１
８においてフランジ１４に合流し、アーム７の穴１９を包囲している。この穴１
９を設ける目的は、後に明らかにする。フランジ１７は、ウエブ１３ｂの両側に
位置する横断フランジ２０によっても、フランジ１４に接続されている。最後に
、アーム７には、フランジ１７の下方に伸長する分岐部１７ａが設けられている
。フランジ１７及びフランジ１７ａは、ウエブ１３と同一平面にある実質的に三
角形のウエブ２１の２辺に沿って伸長している。
センサアーム７は、ウエブ部分１３ｂに形成された開口２２を有している。こ
の開口２２は、後方フランジ１４と、横断フランジ２０と、これら両フランジの
間で伸長している弧状の開口縁部２２ａとによって形成されている。横断フラン
ジ２０及び後方フランジ１４は、実質的に直角に交わっており、従って、開口２
２は、実質的に９０°のコーナー部（これを設ける目的は後に明らかにする）２
２ｂを有していることに注意する必要がある。
刃受２３が、六角形のシャフト４ａに固定的に且つ回転不可能に取り付けられ
ている。刃受２３は、センサアーム７の開口２２のコーナー部２２ｂに係合する
刃受面２３ａを形成している。この構成は、センサアーム７が、図１に示す通常
位置と図２に示す完全に降下した位置（完全降下位置）との間で枢動点に移動す
ることを可能にする。刃受２３は、図３にも示されている。同様な刃受２４が、
シャフト４ａの他端部に隣接して設けられていて、刃受面２４ａを形成している
。従って、センサアーム７、８は、刃受２３、２４にそれぞれ取り付けられてい
る。ここで、コンベアローラ５ａは、他方コンベアローラ５よりも短くて、刃受
２３、２４をシャフト４ａに取り付けるための余裕すなわち空間を形成している
ことが、特に図３から理解されよう。
センサアセンブリ６が、その通常の不作動位置にある時には、センサローラ１
０は、隣接するコンベアローラ４ａ、４の若干上方に位置することになる。セン
サアーム７は、図１に示す位置にある。センサアーム８は、シャフト９によって
センサアーム７に作動的に取り付けられているので、図１に示すのと同じ位置を
取ることになることは理解されよう。空の搬送トレイの如き物体が、センサロー
ラ１０の上を通過すると、センサアーム７は、図２及び図３に示す完全降下位置
を取る。この位置において、センサローラ１０の最上方の表面部分は、コンベア
ローラ５、５ａの最上方の表面部分と同一平面に位置することになる。この場合
にも、センサアーム８は、シャフト９によってセンサアーム７に接続されている
ので、同じ回転位置を取ることになる。センサアーム７の図１の不作動位置と図
２の完全降下位置との間の運動、及び、センサアーム８の同様な運動は、刃受支
点軸受２３、２４を中心とした揺動運動又は枢軸運動である。
センサアセンブリ６を図２に示すその降下位置から図１に示す不作動位置へ戻
すために、軽量のバランスバネ又は引っ張りバネ２５が設けられている。バラン
スバネ２５の後方端２５ａは、センサアーム７の最下方の端部の穿孔部２６に引
っ掛けられている。戻しバネ２５の前方端２５ｂは、テンション調節ブラケット
２８の開口２７に引っ掛けられている。調節ブラケット２８は、長手方向のスロ
ット２９を有しており、この長手方向のスロットには、段付きボルト３０が通さ
れている。この段付きボルト３０は、スペーサ３１を貫通して、コンベア・サイ
ドフレーム２のネジ式に係合されている。テンション調節ブラケット２８の細長
いスロット２９は、一連の曲がったノッチ２９ａ−２９ｆを有しており、段付き
ボルト３０が、ノッチ２９ａ−２９ｆの中のいずれかのノッチに係合して、バネ
２５のテンション（張力）を調節することができる。バネ２５のテンションは、
センサローラ１０を図１に示すその通常の不作動位置に戻してこの位置を保持し
、且つ、後に説明する三方弁のプランジャアクチュエータのバネに打ち勝つに十
分な大きさでなければならない。例えば、コンベア１の幅が大きくなればなる程
、シャフト９が長くなり、センサローラ１０の数が多くなることは、当業者には
理解されよう。一方、そのようにすると、テンション調節ブラケット２８が受け
るセンサアセンブリ６の重量が増大する。テンションバネ２５及びテンション調
節ブラケット２８が、全体のセンサアセンブリ６にとって十分であり、バネ２５
と等価のバネ、あるいは、センサアーム８のブラケット２８と等価のテンション
ブラケットを設ける必要はない。
センサアーム７に隣接するコンベア・サイドフレーム２の内側面に取り付けら
れているのは、板状のブラケット３２である。このブラケット３２は、その後方
端に、内側を向いた突起３３を有しており、この突起は、プラスチック又はゴム
の如き弾性材料から成る管状部分３４によって包囲されている。突起３３、及び
、その周囲の弾性管３４は、センサアーム７用のストッパの役割を果たし、セン
サアーム７が図２に示すその完全降下位置を越えて動かないようにする。
ブラケット３２は、また、内側を向いた部分３５（図４も参照のこと）も有し
ており、この部分３５は、図示のように、上方且つ前方に傾斜している。上記内
側を向いた部分３５は、その最下方の縁部に沿って、下方に垂下する一体部分３
６を有している。部分３５、３６には、穿孔部３５ａ、３６ａ（図４参照）が設
けられており、これら穿孔部のいずれか一方が、空圧三方弁の本体を収容するこ
とができる。図１及び図２には、ブラケット部分３５の穿孔部３５ａを貫通して
いるそのような空圧弁が参照符号３７により実線で示されている。別の位置に設
けられた同様な空圧弁３７ａが破線で示されており、この空圧弁は、ブラケット
部分３６の穿孔部３６ａを貫通している。図１及び図２に参照符号３７で示すよ
うに、上記三方弁をブラケット部分３５の穿孔部３５ａの中に設けた場合には、
通常の不作動位置にあるセンサアーム７のフランジ部分１７によって、弁の作動
ステム３８が押し下げられることになることは理解されよう。また、図１に参照
符号３７ａで示すように、上記三方弁をブラケット部分３６の穿孔部３６ａに取
り付けた場合には、該弁のアクチュエータ３８ａは、通常の不作動位置にあるセ
ンサアーム７のフランジ部分１７ａによって、押し下げられることになる。しか
しながら、センサアーム７がその完全降下位置にある時には、上記空圧三方弁が
、フランジ部分３５の穿孔部に設けられている場合（参照符号３７で示すように
）でも、あるいは、フランジ部分３６の穿孔部に設けられている場合（参照符号
３７ａで示すように）でも、上記空圧弁の作動プランジャは解除されることにな
ることが図２から理解できよう。センサアーム７は、該センサアームがその通常
の不作動位置からその完全降下位置までの距離の僅か約３分の１又は２分の１だ
け移動した時に、上記作動プランジャを解除するように構成されるのが好ましい
。従って、搬送されている軽量物体がセンサアセンブリを完全に押し下げない場
合でも、そのような軽量物体を感知することができる。
１つのコンベアに使用される各々のセンサアセンブリ６に対して、１つのブラ
ケット３２、及び、１つの空圧弁３７しか設けられないことは理解されよう。
図示の実施例においては、ブラケット３２及びバランスバネ２５は共に、コン
ベア・サイドフレーム２に隣接して示されている。センサアーム７、８は同一で
あるので、鏡像関係のブラケット３２及び三方弁３７をコンベア１の反対側のサ
イドフレーム３に設けることができ、また、バネ２５及びテンション調節ブラケ
ット２８に関しても同じことが言えることは、当業者には理解されよう。必ずし
も必要ではないが、そのような要素をコンベア１の同じサイドフレームに設ける
のが好ましい。
本発明を詳細に説明したが、ここで、本発明の作用を説明する。上述のように
、本発明の軽量物体用のセンサアセンブリ６は、種々の目的に使用することがで
きる。単なる例示であるが、センサアセンブリ６をあるコンベアゾーンに設け、
例えば、隣接する次の上流側のゾーンの如き上流側のゾーンのローラの作動を制
御するようにすることができる。センサアセンブリ６は、そのゾーンに物体が存
在することを検知すると、三方弁３７の弁アクチュエータ３８、あるいは、三方
弁３７ａの弁アクチュエータ３８ａを解除して、先行する次のゾーンのコンベア
ローラをそれぞれの駆動手段から分離する。センサアセンブリ６は、物体の存在
を
検知しない場合には、三方弁３７の作動プランジャ３８、あるいは、三方弁３７
ａの作動プランジャ３８ａを押し下げて、先行する隣の上流側のゾーンのローラ
と駆動手段を係合させて、これらローラを駆動させる。
センサアセンブリ６は、図１に示すその通常位置にある時には、バランスバネ
２５によってその通常位置に維持される。上述のように、バネ２５は、ローラ１
０及びシャフト９の重量、並びに、バネ偏倚された弁アクチュエータ３８又は３
８ａの小さい力に打ち勝つに十分な程に強くなければならない。テンション調節
ブラケット２８を用いることにより、バネ２５の適正なテンションが得られる。
バネ２５は、センサアセンブリ６の重量又は慣性を増やさないので、ネジ式のカ
ウンタバランス（釣り合いおもり）よりも好ましい。
多数のセンサローラを用いることにより、搬送される物体は、該物体に接触す
るローラだけを回転させるだけで良い。これは、装置の慣性を更に減少させる。
基本的に重要な要素の中でも、刃受支点軸受２３、２４が特に重要である。従
来技術を実施する際には、センサアームは、約９．７ｍｍ（０．３８インチ）あ
るいはそれ以上の直径を有するシャフトの周囲で回転する。本発明のセンサアー
ム７、８は、約０．７６ｍｍ（約０．０３インチ）の半径を有する刃受支点軸受
の周囲で揺動する。従って、摩擦は実質的にゼロになる。
ここで、図５を参照する。図５は、参照符号６でその全体が示されている第１
のセンサアセンブリと、参照符号６ａでその全体が示されている第２のセンサア
センブリとから構成される複式センサアセンブリを示している。
搬送される物体の形状によっては、１又はそれ以上の物体が、センサを作動さ
せることなく、あるゾーンを占有する場合がある。そのような状況の例が図５に
示されており、この図においては、搬送される物体は、下方且つ内方に傾斜して
いる両端部と、上縁部のフランジとを有しているトレイ（お盆）型の物体である
。その形状の結果、各々のトレイの長さ方向の寸法は、その底部におけるよりも
その頂部における方が大きい。従って、隣接する一対のトレイの上方フランジが
接触すると、それぞれのトレイの底部は、互いに離れることになる。また、第１
のトレイの最前方の端部は、センサアセンブリ６のローラの上に位置することが
できるが、そのトレイの底部は、そのようなローラに接触しない。
この問題を解消するために、それぞれのローラ１０、１０ａを有している実質
的に同一の２つのセンサアセンブリ６、６ａを設けて、一方又は他方の組のロー
ラ１０、１０ａがトレイによって押し下げられるようにすることも、本発明の範
囲内である。上述のように、センサアセンブリ６、６ａは、実質的に同一である
。センサアーム７、７ａは、リンク３９によって互いに接続されている。リンク
３９の一端部は、参照符号４０で示す点において、センサアーム７の開口１９（
図１参照）に枢動可能に接続されている。リンク３９の他端部は、参照符号４１
で示す点において、アーム７ａの同じ穴（図示せず）に枢動可能に接続されてい
る。リンク３９は、センサアーム７、７ａを接続するように図示されているが、
リンク３９は、コンベアの反対側のアームを接続することもできる。ストッパ３
４及び弁取り付け部分３５、３６を有するブラケット３２が一つだけ設けられる
ことになる。両方のアーム７、７ａには、バランスバネ２５、２５ａと、テンシ
ョン調節ブラケット２８、２８ａと、段付きボルト３０、３０ａとをそれぞれ設
けることができる。別の実施例においては、より大きなバネ定数及び高い初期張
力を有するように適正に選択されたバネでバネ２５を置き換えた場合には、バネ
２５ａ、調節ブラケット２８ａ、及び、段付きボルト３０ａを省略することがで
きる。
図５のセンサアセンブリ６−６ａは、図１、図２及び図３のセンサと正確に同
じ態様で作動する。唯一の違いは、装置のセンサローラ１０ａが、搬送されてい
るトレイによって押し下げられると、両方のローラ１０、１０ａが搬送されてい
るトレイに接触していない場合でも、ローラ１０も同様にリンク３９によって押
し下げられる点である。
上の説明から、本発明のセンサ装置は、刃受支点軸受、極めて軽い構造、及び
、小さな全重量に起因する低い感知力をその特徴とすることが理解されよう。そ
の結果、軽量の物体を大きな速度で搬送することができ、また、センサアセンブ
リは、従来技術の機械的な感知装置で今まで可能であった物体よりも軽い物体を
感知することができる。
本発明の精神から逸脱することなく、本発明に変更を加えることができる。例
えば、各々の支点軸受をそれぞれのセンサアームと一体の部品にすることも本発
明の範囲内である。例えば、図７は、センサアーム７、８と同様なセンサアーム
４２を示しているが、このセンサアーム４２は、開放型のフレーム構造として押
出成形されたものであって、ウエブ部分１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び２１を備え
ていない。支点バランス２３、２４ど同様な支点バランス４３が、アーム４２の
ワンピース型の一体部品を構成している。刃受（支点軸受２３、２４により形成
される）の代わりに、支点４３は、プラスチック業界においては「リビングヒン
ジ（living hinge）」と呼ばれることが多いヒンジを構成する薄いウエブ４４に
よって、アーム４２に接続されている。リビングヒンジは、２つの部品と一体で
これら部品を接続する薄いプラスチックウエブであって、該ウエブの存在により
、上記２つの部品の中の一方の部品が他方の部品に対して相対的に揺動できるよ
うにするプラスチックウエブとして定義することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Driving roller sensor for lightweight objects Reference to related application No. 08 / 608,358 (filing date: February 28, 1996, inventor: John T. Martin and Timothy L. Lansberry, title of invention: "Conveyor" This is a continuation-in-part application for a sensor for detecting lightweight objects ("A SENSOR FOR DETECTING LIGHTWEIGHT OBJECTS ON A CONVEYOR")). Technical field The present invention relates to a mechanical sensor assembly for detecting an object on a conveyor, and more particularly to a sensor that enables a lightweight sensor to convey a lighter object at a speed greater than previously possible with a mechanical sensor. Regarding assembly. Background art Conveyors for products, packages and the like have become extremely sophisticated and are used not only for transport, but also for sorting and other operations. In recent years, there has been an interest in providing a conveyor with a sensor assembly for detecting the presence of a conveyed object at a particular location or a particular zone of the conveyor and taking some action when an object is detected. Is growing. Such a sensor can be used to count the number of objects. The activation and deactivation of the rollers on the curved part of the conveyor can be effected by such sensors. The most common use of sensors is to control the movement of an object along a conveyor. U.S. Pat. Nos. 4,441,607, 5,191,967, and 5,358,097 are representative of conveyors with mechanical sensors for the purposes described above. Examples are taught. In the simplest configuration, the conveyor is divided into a series of zones, each with a sensor. The sensor in each zone, when activated by the product, causes the next advancing zone (or, depending on the speed of the conveyor, the second zone) to move until the object in the first zone passes through the sensor and releases the sensor. Stop the rollers in the advancing zone). In most of such devices, the sensor engages and disengages the actuation plunger or stem of the pneumatic valve. Those skilled in the art will appreciate that the sensor can activate or deactivate an electrical switch or a suitable two-position device suitable for controlling the rollers of the traveling zone. One objective of the prior art is to develop mechanical sensors for conveyors that can detect very light objects being conveyed. While it is well known that electronic photo-eye technology can be used to detect any object regardless of its weight, electronic photo-eye sensors are generally sophisticated. Includes very expensive equipment. Prior art mechanical devices have been developed in terms of being able to detect objects having a weight of about one pound. The present invention is directed to a mechanical sensor device for the above purpose, and is characterized by using a blade receiving fulcrum for a sensor arm. The sensor assembly has a lightweight construction, reducing the overall weight of the sensor assembly. As a result, the sensor of the present invention can sense a conveyed object having a weight of about 0.38 pounds or less. Disclosure of the invention According to the present invention, there is provided a sensor assembly for detecting the presence of a lightweight object on a conveyor of the type having a conveyor roller. Each conveyor roller of the conveyor is rotatably mounted on a shaft fixed between the side frames of the conveyor. One of the conveyor rollers selected is shorter than the other rollers. The shaft of this short conveyor roller has a pair of blade fulcrum bearings that are non-rotatably fixed to the shaft. Each fulcrum bearing is located between one conveyor side frame and the adjacent end of the short conveyor roller. Each of the pair of sensor arms is swingably attached to one of the blade supports. The sensor arm is an elongated member having an upper end and a lower end. The upper ends of the sensor arms are connected to each other by a shaft on which a plurality of lightweight sensor rollers are mounted. The sensor arms are swingable about respective blade receivers between a normal position where the sensor roller rises above an adjacent conveyor roller and an operating position. An adjustable balance spring balances the sensor assembly, including the sensor arm and rollers, into their respective normal positions. A two-position device is provided on one of the conveyor side frames and is held in the first position by the adjacent one of the sensor arms in the normal position. When the sensor arm is activated, the switch device is released by the same sensor arm and assumes its second position. The switch device can be any suitable type of device including a pneumatic valve. It is within the scope of the present invention to control the movement of the object along the conveyor using the sensing device. Further, the conveyor can be divided into a plurality of zones, and each zone can be provided with the sensor of the present invention. Finally, it is also within the scope of the invention to provide two sensors mechanically connected to each other in a single zone. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a partial longitudinal cross-sectional view of a conveyor provided with a sensor assembly of the present invention, showing the sensor assembly in its normal position (inactive position). FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view similar to FIG. 1 with the sensor assembly in an actuated position where it is actuated by an object passing over it. FIG. 3 is a partial plan view of the structure of FIG. 1 as viewed along line 3-3 in FIG. 2, with the object being transported shown in dashed lines. FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view similar to FIGS. 1 and 2 and using a pair of interconnected sensor assemblies of the present invention. FIG. 6 is a partial side view showing an end of a conveyor roller shaft provided in a vertical slot formed in one conveyor side frame. FIG. 7 is a partial view showing a fulcrum bearing attached to a sensor arm by a “living hinge”. Detailed description of the invention In all the figures, similar parts have the same reference numerals. First, refer to FIG. 1 and FIG. In these figures, the entire conveyor is designated by reference numeral 1. The conveyor 1 includes side frames 2 and 3. The side frames 2, 3 can be mounted on normal vertical supports or legs (not shown), and appropriate horizontal braces (not shown, not shown) are provided between the side frames. Nevertheless, such structures are all well known in the art. The conveyor side frames 2 and 3 support a plurality of equally spaced shafts 4 (including the shaft 4a). The shafts 4, 4a are non-rotatably attached to the side frames 2, 3 by an appropriate method. In the embodiment shown in FIG. 3, the shafts 4, 4a have a hexagonal cross section and pass through the hexagonal openings of the side frames 2, 3. As shown in FIG. 6, both ends of the shafts 4, 4a can be provided in the vertical slots 4b for convenience and safety reasons. The shaft 4 or 4a can be easily lifted from the respective slot. Each shaft 4 has a conveyor roller 5 rotatably mounted by a suitable bearing (not shown). The conveyor roller shaft 4a carries a conveyor roller (labeled 5a), which is the same as the conveyor roller 5, but as will become clear later, according to the invention. The difference is that it is shorter than the conveyor roller 5 to leave room or space for the sensor assembly. As mentioned above, the conveyor 1 can be divided into a series of zones each containing a predetermined number of conveyor rollers 5. Each zone can also be equipped with a short conveyor roller 5a and a sensor assembly of the invention (indicated in the drawing at 6 in its entirety). The conveyor rollers 5, 5a in each zone can be driven to convey objects along these conveyor rollers. In the prior art, various methods for driving a conveyor roller of each zone independently of a conveyor roller of an adjacent zone have been considered. Such an independent driving method does not limit the present invention. The most common method of driving a conveyor roller in a zone is to move a unit including a continuously driven belt or padded chain movable between an upper position and a lower position below the zone. It is provided in. In its lower position, the chain or belt does not contact the conveyor roller and therefore does not drive it. In its upper position, the above-mentioned U.S. Patent or padded chain frictionally engages the conveyor rollers 5, 5a of its particular conveyor zone, with the rollers desired as shown by arrows A in FIGS. Drive in the direction of. Referring to FIG. 3, the sensor 6 includes a pair of sensor arms 7 and 8. As will be described later, the sensor arms 7 and 8 are provided so as to be pivotable in relation to a shaft 4a that supports the conveyor roller 5a. The upper ends of the sensor arms are interconnected by a shaft 9 that supports a plurality of sensor rollers 10. The reason why the shaft 9 preferably carries a plurality of sensor rollers 10 instead of a single sensor roller will become clear later. The sensor roller is as light as possible to reduce the overall weight of the sensor assembly 6. The sensor roller can be, for example, a hollow plastic roller. Both ends of the shaft 9 are non-rotatably attached to the sensor arms 7, 8 by pins indicated by reference numerals 11, 12, or by other suitable means. Although the shaft 9 can be formed from any suitable material, such as a steel or aluminum rod or tube, it has been found that the shaft 9 is preferably a lightweight carbon fiber shaft. Excellent results have been obtained using a pultruded rod made of unidirectionally oriented carbon fibers in a vinyl ester resin, manufactured by DFI Pultruded Compost, Inc. (Erlanger, Kentucky). Obtained. The shaft 9 does not rotate and is subjected to a bending force each time the load passes over the sensor roller. Also, when the kraft paper box is handled by the conveyor device, it often deforms and hits the sensor roller 10, giving considerable force to the roller 10 and the shaft 9. The carbon fiber shaft exhibits flexing properties such that the carton can pass over the sensor roller when a portion of such a carton sags below the upper support surface of the conveyor roller. The carbon fiber shaft 9 is characterized by a high yield strength and therefore returns to its original linear state when flexed. Shafts consisting of steel or aluminum tubes or rods eventually result in permanent bending. As the sensitivity of the sensor increases, the robustness of the sensor must be maintained. The use of a carbon fiber shaft is an important factor for sensor life. The sensor arm 7 and the sensor arm 8 are the same. For this reason, the description of the sensor arm 7 with respect to FIGS. 1, 3 and 4 can also be considered as the description of the arm 8. The arm 7 is preferably made of plastic and is suitable for being molded as a one-piece integral structure. The arm 7 has a central web 13, which has an upper part 13a, an intermediate part 13b and a lower part 13c. The arm 7 is provided along its rear edge with a transverse flange 14 which extends across the web 13 from the lower end of the arm 7 to the upper end of the arm 7. ing. The flange 14 terminates at the upper end of the arm 7 at a circular flange 15 which extends to both sides of the web 13 and surrounds an opening 16 for receiving the shaft 9. A transverse flange 17 extends from the circular flange 15 on both sides of the web 13 along the front of the arm 7, joins the flange 14 at 18 and surrounds the hole 19 in the arm 7. The purpose of providing this hole 19 will be clarified later. The flange 17 is also connected to the flange 14 by transverse flanges 20 located on both sides of the web 13b. Finally, the arm 7 is provided with a branch portion 17 a extending below the flange 17. The flanges 17 and 17a extend along two sides of a substantially triangular web 21 coplanar with the web 13. The sensor arm 7 has an opening 22 formed in the web portion 13b. The opening 22 is formed by a rear flange 14, a transverse flange 20, and an arcuate opening edge 22a extending between the two flanges. The transverse flange 20 and the rear flange 14 intersect at a substantially right angle, so that the opening 22 has a substantially 90 ° corner (the purpose of which will be apparent) 22b. It should be noted that The blade receiver 23 is fixedly and non-rotatably mounted on the hexagonal shaft 4a. The blade receiver 23 forms a blade receiving surface 23 a that engages with a corner 22 b of the opening 22 of the sensor arm 7. This configuration allows the sensor arm 7 to move to the pivot point between the normal position shown in FIG. 1 and the fully lowered position shown in FIG. 2 (fully lowered position). The blade receiver 23 is also shown in FIG. A similar blade receiver 24 is provided adjacent to the other end of the shaft 4a to form a blade receiving surface 24a. Therefore, the sensor arms 7 and 8 are attached to the blade supports 23 and 24, respectively. Here, it can be seen particularly from FIG. 3 that the conveyor roller 5a is shorter than the other conveyor roller 5 and forms a margin or space for attaching the blade supports 23, 24 to the shaft 4a. When the sensor assembly 6 is in its normal inoperative position, the sensor roller 10 will be slightly above the adjacent conveyor rollers 4a, 4. The sensor arm 7 is at the position shown in FIG. It will be appreciated that the sensor arm 8 is operatively attached to the sensor arm 7 by a shaft 9 so that it will assume the same position as shown in FIG. When an object such as an empty transport tray passes over the sensor roller 10, the sensor arm 7 assumes the fully lowered position shown in FIGS. In this position, the uppermost surface of the sensor roller 10 is located on the same plane as the uppermost surface of the conveyor rollers 5, 5a. Also in this case, since the sensor arm 8 is connected to the sensor arm 7 by the shaft 9, the same rotational position is taken. The movement of the sensor arm 7 between the inoperative position in FIG. 1 and the fully lowered position in FIG. 2 and a similar movement of the sensor arm 8 can be effected by oscillating movement or pivotal movement about the blade bearing bearings 23, 24. Exercise. A lightweight balance or tension spring 25 is provided to return the sensor assembly 6 from its lowered position shown in FIG. 2 to its inactive position shown in FIG. The rear end 25a of the balance spring 25 is hooked on a perforated portion 26 at the lowermost end of the sensor arm 7. The front end 25b of the return spring 25 is hooked on the opening 27 of the tension adjustment bracket 28. The adjustment bracket 28 has a longitudinal slot 29 through which a stepped bolt 30 is passed. The stepped bolt 30 penetrates the spacer 31 and is engaged with the screw of the conveyor side frame 2. The elongated slot 29 of the tension adjustment bracket 28 has a series of bent notches 29a-29f, and a stepped bolt 30 engages any one of the notches 29a-29f to engage the spring 25. The tension can be adjusted. The tension of the spring 25 must be large enough to return the sensor roller 10 to its normal inoperative position shown in FIG. 1 to maintain this position and to overcome the spring of the three-way valve plunger actuator described below. Must. For example, those skilled in the art will understand that the larger the width of the conveyor 1 is, the longer the shaft 9 and the number of the sensor rollers 10 are. On the other hand, doing so increases the weight of the sensor assembly 6 that the tension adjustment bracket 28 receives. The tension spring 25 and the tension adjustment bracket 28 are sufficient for the entire sensor assembly 6, and there is no need to provide a spring equivalent to the spring 25 or a tension bracket equivalent to the bracket 28 of the sensor arm 8. Mounted on the inner surface of the conveyor side frame 2 adjacent to the sensor arm 7 is a plate-like bracket 32. The bracket 32 has at its rear end an inwardly directed projection 33, which is surrounded by a tubular section 34 made of an elastic material such as plastic or rubber. The projection 33 and the elastic tube 34 around it serve as a stopper for the sensor arm 7 and keep the sensor arm 7 from moving beyond its fully lowered position shown in FIG. The bracket 32 also has an inwardly facing portion 35 (see also FIG. 4), which is inclined upward and forward as shown. The inwardly facing portion 35 has an integral portion 36 depending downward along its lowermost edge. Portions 35, 36 are provided with perforations 35a, 36a (see FIG. 4), one of which can accommodate the body of the pneumatic three-way valve. 1 and 2, such a pneumatic valve passing through the perforation 35a of the bracket part 35 is indicated by the reference numeral 37 in solid lines. A similar pneumatic valve 37a in another position is indicated by a dashed line, which penetrates the perforation 36a of the bracket portion 36. As shown by reference numeral 37 in FIGS. 1 and 2, when the three-way valve is provided in the perforated portion 35 a of the bracket portion 35, the flange portion 17 of the sensor arm 7 in the normal inoperative position causes It will be appreciated that the actuation stem 38 of the valve will be depressed. When the three-way valve is mounted on the perforated portion 36a of the bracket portion 36, as shown by reference numeral 37a in FIG. 1, the actuator 38a of the valve is connected to the flange of the sensor arm 7 in the normal inoperative position. The portion 17a will be pushed down. However, when the sensor arm 7 is in its fully lowered position, the pneumatic three-way valve is provided in the perforated portion of the flange portion 35 (as indicated by reference numeral 37) or the pneumatic three-way valve It can be seen from FIG. 2 that even if provided in the perforation (as indicated by reference numeral 37a), the actuation plunger of the pneumatic valve will be released. The sensor arm 7 is configured to release the actuation plunger when the sensor arm has moved only about one third or one half of the distance from its normal inoperative position to its fully lowered position. Preferably. Thus, even if a lightweight object being conveyed does not completely depress the sensor assembly, such a lightweight object can be sensed. It will be appreciated that for each sensor assembly 6 used on one conveyor, only one bracket 32 and one pneumatic valve 37 are provided. In the illustrated embodiment, both the bracket 32 and the balance spring 25 are shown adjacent to the conveyor side frame 2. Since the sensor arms 7 and 8 are the same, the mirror bracket 32 and the three-way valve 37 can be provided on the side frame 3 on the opposite side of the conveyor 1, and the same applies to the spring 25 and the tension adjustment bracket 28. What can be said will be understood by those skilled in the art. Preferably, but not necessarily, such elements are provided on the same side frame of the conveyor 1. Having described the invention in detail, the operation of the invention will now be described. As mentioned above, the sensor assembly 6 for lightweight objects of the present invention can be used for various purposes. By way of example only, the sensor assembly 6 may be provided in a conveyor zone, for example, to control the operation of rollers in an upstream zone, such as the next adjacent upstream zone. When the sensor assembly 6 detects that an object is present in the zone, the sensor actuator 6 releases the valve actuator 38 of the three-way valve 37 or the valve actuator 38a of the three-way valve 37a, and moves the conveyor roller of the preceding next zone to the respective one. Separate from drive means. If the sensor assembly 6 does not detect the presence of an object, it pushes down the operating plunger 38 of the three-way valve 37 or the operating plunger 38a of the three-way valve 37a, and the roller and the driving means of the preceding adjacent upstream zone. To drive these rollers. The sensor assembly 6 is maintained in its normal position by the balance spring 25 when in its normal position shown in FIG. As mentioned above, the spring 25 must be strong enough to overcome the weight of the roller 10 and the shaft 9 and the small force of the spring biased valve actuator 38 or 38a. By using the tension adjusting bracket 28, an appropriate tension of the spring 25 can be obtained. Spring 25 is preferred over a threaded counterbalance because it does not increase the weight or inertia of sensor assembly 6. By using a large number of sensor rollers, the object to be conveyed need only rotate the roller that comes into contact with the object. This further reduces the inertia of the device. Among the fundamentally important factors, the blade receiving fulcrum bearings 23 and 24 are particularly important. In practicing the prior art, the sensor arm rotates about a shaft having a diameter of about 9.7 mm (0.38 inch) or more. The sensor arms 7, 8 of the present invention oscillate about a blade bearing bearing having a radius of about 0.73 mm (about 0.03 inches). Therefore, the friction is substantially zero. Here, reference is made to FIG. FIG. 5 shows a dual sensor assembly consisting of a first sensor assembly, generally indicated by reference numeral 6, and a second sensor assembly, generally indicated by reference numeral 6a. . Depending on the shape of the object being transported, one or more objects may occupy a zone without activating the sensor. An example of such a situation is shown in FIG. 5, in which the object to be conveyed has both downward and inwardly inclined ends and a flange at the upper edge. It is a tray type tray. As a result of its shape, the length dimension of each tray is greater at its top than at its bottom. Thus, when the upper flanges of a pair of adjacent trays come into contact, the bottoms of the respective trays will be separated from each other. Also, the foremost end of the first tray can be located above the rollers of the sensor assembly 6, but the bottom of the tray does not contact such rollers. To solve this problem, two substantially identical sensor assemblies 6, 6a having respective rollers 10, 10a are provided, one or the other set of rollers 10, 10a being pushed down by the tray. Doing so is also within the scope of the present invention. As mentioned above, the sensor assemblies 6, 6a are substantially identical. The sensor arms 7, 7a are connected to each other by a link 39. One end of the link 39 is pivotally connected to the opening 19 (see FIG. 1) of the sensor arm 7 at a point indicated by reference numeral 40. The other end of the link 39 is pivotally connected to the same hole (not shown) of the arm 7a at a point indicated by reference numeral 41. Although the link 39 is shown connecting the sensor arms 7, 7a, the link 39 can also connect the arm on the opposite side of the conveyor. Only one bracket 32 having a stopper 34 and valve mounting portions 35, 36 will be provided. Both arms 7, 7a can be provided with balance springs 25, 25a, tension adjustment brackets 28, 28a, and stepped bolts 30, 30a, respectively. In another embodiment, the spring 25a, the adjustment bracket 28a, and the stepped bolt 30a are omitted if the spring 25 is replaced with a spring that is properly selected to have a higher spring constant and higher initial tension. can do. The sensor assembly 6-6a of FIG. 5 operates in exactly the same manner as the sensors of FIGS. 1, 2 and 3. The only difference is that when the sensor roller 10a of the device is pushed down by the tray being transported, the roller 10 is likewise linked by the link 39, even if both rollers 10, 10a are not in contact with the tray being transported. It is a point that can be pushed down. From the above description, it will be appreciated that the sensor arrangement of the present invention is characterized by a blade bearing fulcrum bearing, a very light construction, and low sensing power due to the small overall weight. As a result, lightweight objects can be transported at high speeds and the sensor assembly can sense lighter objects than previously possible with prior art mechanical sensing devices. Changes may be made to the invention without departing from the spirit of the invention. For example, it is within the scope of the present invention to make each fulcrum bearing an integral part of each sensor arm. For example, FIG. 7 shows a sensor arm 42 similar to the sensor arms 7, 8, but this sensor arm 42 is extruded as an open frame structure and has web portions 13a, 13b, 13c and 21 are not provided. A fulcrum balance 43 similar to the fulcrum balances 23 and 24 constitutes a one-piece integral part of the arm 42. Instead of blade supports (formed by the fulcrum bearings 23, 24), the fulcrum 43 is attached to the arm 42 by a thin web 44 which constitutes a hinge, often referred to in the plastics industry as a "living hinge". It is connected. The living hinge is a thin plastic web integrally connecting the two parts, and the presence of the web causes one of the two parts to swing relatively to the other. It can be defined as a plastic web that makes it possible.