JP2000511858A - コンベヤに載置されている搬送物のための機械的センサ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、発生器素子（２８）を有するセンサ素子（２６）、発生器素子（２８）が水平軸線を中心に回動することを可能にする回動支承部材およびセンサ素子（２８）を搬送物検出位置にバイアス緊張できるバイアス緊張部材（３２）とから成る、搬送面上の搬送物を検出するセンサ素子に関する。搬送物検出のための機械的センサ素子を僅かな力で作動できるコンベヤ上に設けるために、回動支承部材が無軸形支承部材（３０，７０）として形成されていることが提案される。

Description

【発明の詳細な説明】 コンベヤに載置されている搬送物のための機械的センサ素子 本発明は、請求項１の前文に記載のセンサ素子に関する。 滞留ローラコンベヤの分野では、長い間にわたり、非常に僅かな動力で作動で きる機械的センサ素子の需要が存在している。滞留ローラコンベヤは、基本的に は搬送方向に前後に順次に配置されている多数の部分区間から成り、これら部分 区間は搬送物を滞留圧力無しにせきとめるために制動可能である。その際に制動 素子を作動するための信号はセンサ素子から到来する。固定場所の領域内で搬送 物部分の存在を搬送物部分によりセンサ素子を作動させることにより検出するた めに、これらのセンサ素子は部分区間に沿って配置されている。搬送物部分がセ ンサ素子を作動させると、滞留コンベヤの搬送方向に見て上流に位置する１つ以 上の部分区間が停止させられる。 このようなセンサ素子は通常は発生器素子を有し、この発生器素子は軸を中心 に回動可能に支承され、滞留コンベヤの搬送面から上方へ突出するセンサ面を有 する。軸として滞留ローラコンベヤの１つのローラの軸を用いることができるか 、または固有の軸を設けることもできる。この場合に軸はほぼ水平に、かつ搬送 方向に対して横方向に配向されている。発生器素子の突出するセンサ面は搬送方 向に見て搬送面へ向かって上方へ傾斜して配向され、この位置で釣合い重りまた はばね部材により保持されている。ローラとして形成されているセンサ面を有し 、ばね部材を介してバイアス緊張されているセンサ素子は既に米国特許明細書第 ５１９１９６７号から公知である。 このような機械的センサ素子はしかし、軽量の搬送物により作動させるのには 適しないのことが証明されている。これらの軽量の品物の１つに例えば、郵便業 務運営団体により使用されている繊維容器があり、またこれらの容器は僅かな内 容物または内容物無しででも搬送システムにより搬送され、１／２キログラム（ １ポンド）より軽い風袋重量を有し、従ってセンサ素子を作動させるためには、 作動力として４．４ニュートン（１／２ポンド）より軽量の作動力のみが訳に立 つのである。 僅かな作動力のセンサ素子を創造するためのこれまでの試みでは釣合い重りの 使用が設けられ、その釣合い重りの重量はセンサ素子の発生器素子の重量に比し て僅かに大きいにすぎない。それにもかかわらずこれらのセンサ素子の作動力は センサ素子の重量と発生器素子の重量との間の正味の差を数倍上回る。何故なら ば発生器素子の回動可能支承部材中の摩擦は支承負荷により著しく高められてい るからである。この支承負荷はセンサ素子と釣合い重りとの組合せ重量により発 生し、支承部材の中の摩擦を高めることになる。高くなった摩擦によりセンサ素 子の作動のための力を大きくできる。従って依然として、僅かな作動力を有する センサ素子の需要が存在する。 従来のこの技術から出発して本発明の課題は、僅かな力で作動できるコンベヤ 上の搬送物を検出するための機械的センサ素子を提供することである。 本発明は請求項１の特徴を有するセンサにより解決される。このセンサの有利 な実施形態は従属項２〜２１に記載されている。 本発明は発生器素子の無軸形支承部材により、僅かな作動力のセンサ素子を提 供し、これによりセンサ素子は高信頼性かつ安定して軽量の搬送物の存在をも検 出するのに適している。この中には、郵便業務運営団体が使用する軽量の分類容 器の検出も含まれる。センサ素子は特に簡単に製造でき、取付けでき、作動中に おいて非常に強靱である。 搬送物のための搬送面を有するコンベヤに使用されるこれらのセンサ素子は、 発生器素子と、水平軸を中心としての発生器素子の運動を可能にする支承部材と 、 発生器素子が搬送面の上方へバイアス緊張し、更にこれによって搬送物の搬送路 の中に突出させているバイアス緊張しているバイアス緊張部材とを有する。支承 部材は本発明では無軸形支承部材として形成され、この無軸形支承部材は非常に 小さい摩擦状態で動作し、更にこの低摩擦性は、発生器素子の重量と、バイアス 緊張部材により支承部材に作用する力とにより支承部材に負荷が印加されても維 持されている。実施形態では無軸形支承部材は切断支承部材として形成され、そ の切断支承部材は鋭角端部をもったまま固定されずに下敷き上に存在する切断エ ッジを有する。他の実施形態では無軸形支承部材は可撓性部材から形成され、そ の可撓性部材は一端では下敷きに固定され、他端では発生器素子に固定されてい る。本例の場合には下敷きは滞留コンベヤの担持フレームの支持壁の中の切欠部 により形成されている。 バイアス緊張部材はばね部材として形成することが有利であり、そのばね部材 は短いレバーアームを介して発生器素子に接続されている。その短いレバーアー ムによりばね部材が僅かの長さ領域の中でのみ動作することが可能となる。これ により極めて一定のバイアス緊張力が提供される。何故ならばばね部材のばね力 はばね部材の伸長と共に増加するからである。短いレバーアームによりばね張力 が著しく増加するが、これより発生する発生器素子の支承負荷が増加した摩擦力 を介して発生器素子の作動力の上昇を惹起することはない。その理由は、支承負 荷が上昇しても、固定した線状の接触面を介して支承負荷を逃すことによって、 無軸形支承部材が支承部材中の摩擦の上昇に応答しないからである。 本発明の更に有利な実施形態では無軸形支承部材を含む発生器素子の製造では 唯一の金属板からなり立ち、この金属板はこのために打抜きされ、次いで補強の ために縁曲げされ、切断エッジ、レバーアームおよび滞留ローラコンベヤの部分 区間のための制動素子作動のためのアームは縁曲げにより形成される。発生器素 子は滞留コンベヤの担持フレームの直角の凹部の中でバイアス緊張部材の力によ りその位置、すなわち凹部の下部隅に保持される。以下に本発明を図面に示され ている２つの実施例を用いて詳細に説明する。 図１は本発明の滞留コンベヤの平面図、 図２は図１のII−II切断線に沿って切断して示す断面図、 図３は図１のIII−III切断線に沿って切断して示す断面図、 図４は図１のIV−IV切断線に沿って切断して示す断面図、 図５は本発明による発生器素子の側面図、 図６は図５の発生器素子の前面図、 図７は図５および６によって発生器素子を形成するのに用いられる金属板部分 の平面図案を示す、 図８は本発明の他の実施形態中の図３による概略図である。 図１から４を用いて本発明の機械的センサ素子の動作方法をくわしく説明する 。図１は担持フレーム１２を有する滞留コンベヤ１０を有し、このコンベヤ１０ は、２本の互いに平行であり、互いに間隔を置いて位置し、かつ搬送方向に走行 する支持壁１４を有する。支持壁１４，１４間には多数の互いに平行に配向し、 かつ互いに間隔を置いて位置する軸１６が支承され、軸１６上にはそれぞれ複数 のロール１８が自由に回転可能に支承されている。更に滞留コンベヤ１０は多数 の作動素子２０を有し、作動素子２０を介して必要に応じてエンドレス駆動形牽 引手段２２を滞留コンベヤ１０の搬送面の上方に持上げるか、またはこの搬送面 の下方に下降させることが可能である（図４参照）。この牽引手段２２は、図面 を簡単にするために図１に示されていない。牽引手段２２の表面がロール１８の 上面により形成されている搬送面を越えて突出している牽引手段持上げ状態では 、エンドレス牽引手段２２を介して搬送物は矢印方向に駆動可能である。牽引手 段２２を作動素子２０を介してロール１８の搬送面の下方に下降させることによ り、滞留コンベヤ１０上で搬送物は停止し、それによって滞留する。 作動素子２０は例えば細長部材、好ましくは棒部材２４を介して駆動され、こ のために棒部材２４は搬送方向にスライドされる。牽引手段２２を持上げるため には図１の実施形態では棒部材２４を左方にスライドする。図示の実施形態では 作動素子２０は分割偏心形カムディスクとして形成され、このカムディスクは既 に米国特許明細書第３８５４５７６号および米国特許明細書第４８７８５７８号 から公知であり、これらの明細書の開示を本明細書において引用する。 作動素子２０を始動させるために、棒部材２４はセンサ素子を介して長手方向 にスライド可能である。センサ素子２６は、回動可能に無軸形支承部材３０の中 に支承されて、発生器素子２８を有している（図３参照）。発生器素子２８には センサ面３４として示されている部分区間が設けられ、この部分区間は、滞留コ ンベヤ１０に沿っての搬送物の搬送路の中に十分にバイアス緊張部材（Vorspann element）３２を介して上方へバイアス緊張されている。図示の実施形態ではセ ンサ面３４は、一対のフィンガ状に互いに隣接し、かつ互いに間隔を置いて走行 しているウェブから形成され、これらのウェブは、これらのウェブの表面を滑動 する搬送物部分を介して作動可能である。 センサ面３４のフィンガ状ウェブは無軸形支承部材３０，７０に背いて位置す る端部では、搬送方向に対して横方向に配向されている接続部材３６を介して互 いに接続され、これらのウェブの無軸形支承部材３０，７０に面して位置する端 部では、搬送方向に対して横方向に配向されている接続部材３８を介して、フレ ーム状成形体（図６参照）に接続されている。 第１の実施形態では無軸形支承部材３０が切断支承部材として形成され、この 切断支承部材は一対のレバーアーム４０から成り、レバーアーム４０の下方へ向 いている端部に切断エッジ４２が取付けられ、切断エッジ４２は垂直の支持壁１ ４の方形切欠部４４の中に支持されている。無軸形支承部材３０は、下方へ向い ている切断エッジ４２により決定され、切断エッジ４２は切欠部４４の中の下部 境界面５４上で、レバーアーム４０が搬送方向に見て前方および後方へ往復運動 できるように支持されている。これにより発生器素子２８は、下方へ向いている 切断エッジ４２を介して切欠部４４の中で回動可能である。更に切欠部４４の中 には、発生器素子２８のレバーアーム４０を切欠部４４の中に導入できる上方へ 向いている開口４６が形成されている。 搬送方向に対して横方向に配向されている接続ウェブ３８ならびに切断エッジ ４２に対向して位置する、レバーアーム４０の端部に上方へ延在するピン４８が 接続される（図６参照）。ピン４８はバイアス緊張部材３２と共働し、バイアス 緊張部材３２は本実施例ではコイルばねとして形成されている。バイアス緊張部 材３２の他端は滞留コンベヤ１０の垂直支持壁１４に沿って配置されている開口 ５０のうちの１つに係留されている（図２参照）。このタイプの配置によりバイ アス緊張部材３２によりフィンガ状センサ面３４は上方へ向かって滞留コンベヤ １０に沿って搬送材の搬送路の中にバイアス緊張されて入込む。付加的にバイア ス緊張部材３２によりレバーアーム４０は切欠部４４の１つの隅の中に押込まれ 、この隅は、下部境界面５４と搬送方向の上流に設けられている垂直の境界面５ ２とにより形成されている（図３参照）。 更に接続ウェブ３８に一対の下方へ延在するアーム５６が形成され、アーム５ ６は圧縮ばね部材５８を介して棒部材２４に接続されている。圧縮ばね部材５８ は、発生器素子２８を介して棒部材２４を通常の作動条件の下でスライドするの に充分なばね力を有する。棒部材２４が作動素子２０の偏心カムディスクの位置 に起因して阻止される場合には、圧縮ばね５８はアーム５６の運動を補償し、こ の補償は偏心カムディスクが再び、棒部材２４が作動できる位置に配向するまで 行われる。更にセンサ面３４の各フィンガ状部にかつ搬送方向で見てほぼその中 央に、下方へ延在するフック部材６０が設けられ、フック部材６０の末端部材６ ２は軸１６の下方に延在する。これによりフック部材６０および特にその末端部 材６２によりセンサ面３４の上方運動は阻止される。末端部材６２は、フック部 材６０の中に結合する軸１６の雑音発生が最小化するために減衰性ゴム材から成 るコーティングにより囲まれる。更にフィンガ状のセンサ面の無軸形支承部材３ ０，７０に背いて位置する端部に拒否部材６６が取付けられ、拒否部材６６は搬 送方向Ｆで見て下向きに傾斜している。本発明の課題は下流に向ってその上を滑 っていく搬送物がフィンガ状センサ面３４に捕捉されることを阻止し、搬送物を 手により搬送方向とは反対の方向にセンサ素子２６を介してスライドすることを 可能にする。 図５の発生器素子２８の側面を示す図６から、ピン４８のレバーアーム４０に 面して位置する端部と、下方へ向いている切断エッジ４２との間の垂直間隔が非 常に短く、従って、相応して短いレバーアームを形成することが推定できる。間 隔ｄは好ましくは約０．０２５ｍ（１インチ）より短く、特に好ましい実施形態 では０．０１２５ｍ（１／２インチ）より短い。本実施例では間隔ｄは約０．０ １ｍ（３／８インチ）の大きさを有する。フィンガ状センサ面３４をこのような 短いレバーアーム４０により上方へ向かってバイアス緊張できるようにバイアス 緊張部材３２のばね力は相応してより大きく定めなければならない。好ましくは バイアス緊張部材３２の合成ばね力は少なくとも約２２．５ニュートン（５．０ ポンド）である。図示の実施形態では、バイアス緊張部材３２を形成する双方の ばね部材の各ばね部材のばね力は約１５．７０ニュートン（３．５ポンド）であ る。これにより少なくとも約３１．４ニュートン（７．０ポンド）の合成ばね力 が得られる。短いレバーアーム４０と力強いバイアス緊張部材との組合せの利点 はバイアス緊張部材のみが、センサ素子２６が搬送物により作動される際に、バ イアス緊張部材の全長に比して僅かな量しか伸びるにすぎないことにある。ばね 力はばねの伸びの値の関数としてこの値に比例して変化するので、この配置は、 バイアス緊張部材３２が発生するばね力は発生器素子２８の運動行程全長にわた りほぼ一定の値を有する。これにより発生器素子２８のための作動力はフィンガ 状センサ面３４の運動の領域全体にわたり一定となり、有利である。有利なこと には無軸形支承部材３０，７０を利用することにより強いばね力のバイアス緊張 部材３２の使用が可能となる。その理由は、強いばね力による付加的な支承負荷 が無軸形支承部材３０に印加されにもかかわらず、支承部材の摩擦は回動方向で 見て支承負荷により影響されないことにある。このことは、軸に支承負荷が印加 されるときには、回転方向の摩擦の顕著な上昇を示す軸を介しての支承部材と対 照的である。 従ってセンサ素子２６を約４．４ニュートン（１ポンド）より小さい垂直力に より作動させることができる。この力は、約０．９ｋｇ（２ポンド）の重量の空 の容器によりセンサ面３４に印加可能な力に一致する。有利な実施形態ではセン サ素子２６は既に約２．２６ニュートン（８オンス）より小さい垂直力により作 動可能であり、これは、約０．４５ｋｇ（１ポンド）の重量の空の品物容器によ り印加される力に一致する。センサ素子２６は、約１．８ニュートン（０．４ポ ンド）の下方向きの力により作動するのにも適する。この力は約０．３６ｋｇ（ ０．６ポンド）の重量の空の品物容器により印加可能な力に一致する。 発生器素子２８は個々の平らな金属板６８により製造可能であることは有利で ある（図７参照）。平らな金属板６８は加工線Ａに沿って直角に縁曲げされ、こ れによりアーム５６はセンサ面に対して直角に向けられ、更に付加的に金属板６ ８は加工線ＢおよびＣに沿って縁曲げされ、これによりフィンガ状センサ面３４ が補強される。これにより発生器素子２８の機械的剛性が達成され、かつ同時に 金属板６８から無軸形支承部材３０の切断エッジ４２ならびに側方の接続ウェブ ３６と発生器素子２８のその他の個々の部分を形成する可能性が得られる。発生 器素子２８を製造するために金属板６８は打抜きされ、次いで加工により補強さ れ、支承のための作用点が形成される。発生器素子２８はそのレバーアーム４０ を介して滞留コンベヤ１０の担持フレーム１２の垂直支持壁１４の切欠部の中に 支承可能である。そのバイアス緊張のためにバイアス緊張部材３２が担持フレー ム１２の中の開口５０とピン４８との間に固定されている。これにより安定状態 のセンサ素子２６がバイアス緊張部材３２により形成され、そのバイアス緊張部 材３２は無軸形支承部材３０の可動部分をその作動位置に保持する。 本実施形態では機械的に作動可能な滞留ローラコンベヤが示されているにもか かわらず、前述の本発明の原理は、例えば米国特許明細書第５１９１９６７号に 記載の空気圧式滞留ローラコンベヤにも適用できる。前述の特許明細書の開示を 本明細書は参照する。このような応用用途では作動素子２０は空気圧式に形成さ れ、発生器素子２８のアーム５６により作動される弁を介して制御される。好ま しくは、作動力を最小化するために十分バランスしたディスクバルブ（バランス ポペットバルブ）を設ける。 更に本発明の実施形態では、フィンガ状に形成されているセンサ面３４が設け られている。センサ面３４は従来の技術で公知のいかなる方法でも実施でき、従 ってこの場合にもロール形のセンサ面３４を使用することもできる。前述のばね 部材の代りに引張りばね、圧縮ばねまたはトーションばねを使用することもでき る。バイアス緊張部材として釣合い重りも使用できる。 本発明は、滞留コンベヤ１０上に滞留されたブロック中の搬送物を引出す可能 性も提供している。滞留コンベヤのすべての部分区間の作動部材を互いに接続す るために、細長の棒部材２４を制動圧縮ばね５８を介して作動することが、例え ば空気圧式シリンダ等のピストンシリンダ装置の駆動装置として使用させること を可能にしている。配置されているセンサ素子の位置と無関係に、棒部材を作動 できる。 番号７０により示されている無軸形支承部材の別の実施形態が図８に示されて いる。無軸形支承部材７０は平らな可撓性素子７２を有し、その可撓性素子７２ の下部端部７４は、切欠部４４の下部境界面のスリットの中に固定されている。 発生器素子２８を垂直支持壁１４に対して回動できるために、センサ素子２８の 作動により可撓性素子７２は搬送方向に湾曲される。この無軸形支承部材７０は 無軸形支承部材３０と同一の利点を有し、しかも摩擦が小さいことと、下向きの 作動力により支承部材の負荷に対して耐性が高いことも有している。参照番号リスト １０ 滞留コンベヤ １２ 担持フレーム １４ 支持壁 １６ 軸 １８ ローラ ２０ 作動素子 ２２ 引張り手段 ２４ 棒部材 ２６ センサ素子 ２８ 発生器素子 ３０ 無軸形支承部材 ３２ ばね部材 ３４ センサ面 ３６ 接続部材 ３８ 接続部材 ４０ レバーアーム ４２ 切断エッジ ４４ 切欠部 ４６ 開口 ４８ ウェブ ５０ 開口 ５２ 側方の境界面 ５４ 下方境界面 ５６ アーム ５８ 圧縮ばね部材 ６０ フック部材 ６２ 末端部材 ６４ コーティング ６６ 拒否部材 ６８ 金属板 ７０ 無軸形支承部材 ７２ 可撓性素子 ７４ 下部端部 ｄ レバーアーム Ａ 加工線 Ｂ 加工線 Ｃ 加工線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 発生器素子（２８）を有するセンサ素子（２６）、発生器素子（２８） が水平軸線を中心に回動することを可能にする回動支承部材およびセンサ素子（ ２８）を搬送物検出位置にバイアス緊張できるバイアス緊張部材（３２）とから 成る、搬送面上の搬送物を検出するセンサ素子において、 回動支承部材が無軸形支承部材（３０，７０）として形成されていることを特 徴とする搬送面上の搬送物を検出するセンサ素子。 ２． レバーアーム（４０）に作用するバイアス緊張部材（３２）がばねとし て形成され、そのレバーアーム（４０）は発生器素子（２８）と回動支承部材の 場所の外部に配置されていることを特徴とする搬送面上の搬送物を検出するセン サ素子。 ３． 発生器素子（２８）が作動力によって作動行程にわたり可動であるセン サ面（３４）を有し、レバーアーム（４０）はバイアス緊張部材（３２）が作動 行程より短い行程にわたり可動であるように形成されていることを特徴とする請 求項１または２に記載のセンサ素子。 ４． 無軸形支承部材（３０）は切断エッジ（４２）を有する切断支承部材と して形成され、その切断エッジ（４２）は発生器素子（２８）を下敷き（切欠部 ４４）上で支承していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に 記載のセンサ素子。 ５． 無軸形支承部材（７０）が実質的に下敷き（切欠部４４）上に固定され ている可撓性素子（７２）から成ることを特徴とする請求項１から３までのいず れか１項に記載のセンサ素子。 ６． 発生器素子（２８）および回動支承部材が共通の金属板成形部品として 形成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のセ ンサ素子。 ７． 作動力が４．５ニュートンより小さいことを特徴とする請求項１から６ までのいずれか１項に記載のセンサ素子。 ８． 作動力が２．３ニュートンより小さいことを特徴とする請求項１から７ までのいずれか１項に記載のセンサ素子。 ９． バイアス緊張部材（３２）が約２２．１ニュートンより大きい合成ばね 力を有することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載のセンサ 素子。 １０． バイアス緊張部材（３２）がレバーアーム（４０）を介して発生器素 子（２８）に作用し、そのレバーアーム（４０）が約０．０２５ｍより短い長さ を有することを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のセンサ素 子。 １１． レバーアーム（４０）が約０．０１２ｍより短い長さを有することを 特徴とする請求項１０に記載のセンサ素子。 １２． 滞留コンベヤ（１０）が、搬送物のための搬送面を形成する担持フレ ーム（１２）と、発生器素子（２８）により搬送面の少なくとも１つの部分区間 を制御するために作動可能である作動部材（２０）とを有することを特徴とする 請求項１から８までのいずれか１項に記載のセンサ素子（２６）を有する滞留コ ンベヤ。 １３． 作動素子（２０）が機械的に少なくとも１つの発生器素子（２８）を 介して作動可能であることを特徴とする請求項１２に記載の滞留コンベヤ。 １４． 少なくとも１つの発生器素子（２８）がセンサ面（３４）を有し、か つ作動部材（２０）が機械的に、センサ面（２４）から出発して延在する棒部材 （２４）を介して作動可能であることを特徴とする請求項１３に記載の滞留コン ベヤ。 １５． センサ面（３４）が圧縮可能部材を介して棒部材（２４）に接続され ていることを特徴とする請求項１４に記載の滞留コンベヤ。 １６． 圧縮可能部材がばね（５８）であることを特徴とする請求項１５に記 載の滞留コンベヤ。 １７． 作動素子（２０）が少なくとも１つのセンサ素子（２６）を介して空 気圧式に作動可能であることを特徴とする請求項１２に記載の滞留コンベヤ。 １８． 発生器素子（２６）がセンサ面（３４）を有し、かつ作動素子（２０ ）がセンサ面（３４）から作動可能である弁を介して空気圧式に作動可能である ことを特徴とする請求項１６に記載の滞留コンベヤ。 １９． 弁がバランスしたディスクバルブであることを特徴とする請求項１８ に記載の滞留コンベヤ。 ２０． 回動支承部材の下敷きが担持フレーム（１２）の中の切欠部（４４） として形成されていることを特徴とする請求項１１から１９までのおよび請求項 ４または５のいずれか１項に記載の滞留コンベヤ。 ２１． バイアス緊張部材（３２）が発生器素子を切欠部（４４）の下方境界 面（５４）の方向にバイアス緊張することを特徴とする請求項２０に記載の滞留 コンベヤ。