(57)【要約】【課題】  計量サイクルを長くすることなく計量ホッパの排出不良を迅速且つ確実に検出することができる計量装置及びそれを備えた組合せ秤を提供する。【解決手段】  記憶部３２には、被計量物が投入されていない状態の計量ホッパ１において、ゲート１１が閉鎖状態から開放状態を経て再び閉鎖状態となり、新しい被計量物が到達するまでの期間（計量ホッパ重量変化検出期間Ｔ）の重量センサ２の出力（空重量変化出力Ｗｖ）が予め記憶されている。排出判定手段３１ａとして機能する制御部３１は、被計量物が投入された状態の計量ホッパ１において、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔの重量センサ２の出力（排出重量変化出力Ｗｘ）を検出し、空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差を演算する。報知手段である操作設定表示装置８は、空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差が所定値以上である場合に、被計量物の排出不良が生じたことを報知する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能なゲートを有し、一時的に保持した被計量物を前記ゲートを開放することにより排出する計量ホッパと、
前記計量ホッパに保持されている被計量物を含む前記計量ホッパの重量を検出する重量センサと、
前記ゲートを開閉する制御手段と、
被計量物が投入されていない状態の計量ホッパにおいて、前記ゲートが閉鎖状態から開放状態を経て再び閉鎖状態となり、新しい被計量物が到達するまでの期間（以下、計量ホッパ重量変化検出期間という）の前記重量センサの出力（以下、空重量変化出力という）を予め記憶する記憶手段と、
被計量物が投入された状態の計量ホッパにおいて、前記計量ホッパ重量変化検出期間の前記重量センサの出力（以下、排出重量変化出力という）を検出し、前記記憶手段に記憶された前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差に基づいて前記被計量物の排出不良が生じたことを検出する排出不良検出手段と、を備えた計量装置。
【請求項２】
前記排出不良検出手段は、被計量物が投入された状態の計量ホッパにおいて前記排出重量変化出力を検出し、前記記憶手段に記憶された前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差が所定値以上であるか否かを判定する排出判定手段と、前記排出判定手段が前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差が所定値以上であると判定した場合に、被計量物の排出不良が生じたことを報知する報知手段と、を含む請求項１に記載の計量装置。
【請求項３】
前記空重量変化出力及び前記排出重量変化出力は、前記重量センサからの出力をデジタル化したデジタル出力であり、
前記排出判定手段は、前記計量ホッパ重量変化検出期間のうち所定のサンプリング期間において、前記空重量変化出力及び前記排出重量変化出力からそれぞれサンプリングした重量値の総和同士の差を演算するように構成されている請求項２に記載の計量装置。
【請求項４】
前記排出判定手段は、前記計量ホッパ重量変化検出期間のうち、前記計量ホッパの前記ゲートが開放状態となった時を基準とする比較開始時以降において、前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差を演算するように構成されている請求項２に記載の計量装置。
【請求項５】
前記排出判定手段は、前記計量ホッパ重量変化検出期間のうち、前記計量ホッパの前記ゲートが閉鎖状態となった時を基準とする比較終了時以前において、前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差を演算するように構成されている請求項２に記載の計量装置。
【請求項６】
前記計量ホッパの上流側に配設され、開閉可能なゲートを用いて前記計量ホッパに被計量物を供給する供給ホッパを備え、
前記排出判定手段は、前記計量ホッパ重量変化検出期間のうち、前記排出重量変化出力を検出した前記計量ホッパに対応する前記供給ホッパの前記ゲートが閉鎖状態から開き始める時を比較終了時として設定し、当該比較終了時以前において、前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差を演算するように構成されている請求項２に記載の計量装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載の計量装置を備えた組合せ秤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計量装置及びそれを備えた組合せ秤に関し、特に、計量ホッパに一時的に保持した被計量物を重量センサで計量する計量装置及びそれを備えた組合せ秤に関する。
【背景技術】
【０００２】
組合せ秤等に設けられ、被計量物を計量ホッパに一時的に保持する構成を有する計量装置においては、計量ホッパに被計量物が保持された状態で、当該計量ホッパの重量をロードセル等の重量センサで計量し、計量ホッパの重量を差し引くことで被計量物の重量として検出している。従って、計量ホッパで計量された被計量物がうまく排出されないと、計量値と排出量とで誤差が生じてしまうため、計量ホッパから被計量物が全量排出されたかどうかの確認を行って計量ホッパの排出不良を迅速且つ確実に検出することが必要である。
【０００３】
計量ホッパの排出不良を検出する構成として、例えば、特許文献１には、計量セクションに被計量物が投入される前後においてそれぞれ重量検出器の出力値を検出し、それらが設定された正常範囲内か否かを計量セクション毎に判定する構成が開示されている。また、特許文献２には、計量ホッパにより物品の重量を計量した後、一定時間経過後に計量ホッパの重量を再検出し、当該再検出された計量ホッパの重量と計量ホッパが物品を排出したと見なせる所定重量とを比較して計量ホッパの排出異常の有無を判定する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公昭５５−１１９９３３号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５６９４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、上記特許文献１及び２に記載された構成では、被計量物が投入された後の計量ホッパの重量を検出後、計量ホッパのゲートが開いてから次の被計量物が供給される前における空の状態の計量ホッパの重量を検出する必要があるため、当該計量ホッパに次回分の被計量物を供給するタイミングを遅らせる必要が生じ、１回の計量サイクルを短くすることができない問題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、計量サイクルを長くすることなく計量ホッパの排出不良を迅速且つ確実に検出することができる計量装置及びそれを備えた組合せ秤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る計量装置は、開閉可能なゲートを有し、一時的に保持した被計量物を前記ゲートを開放することにより排出する計量ホッパと、前記計量ホッパに保持されている被計量物を含む前記計量ホッパの重量を検出する重量センサと、前記ゲートを開閉する制御手段と、被計量物が投入されていない状態の計量ホッパにおいて、前記ゲートが閉鎖状態から開放状態を経て再び閉鎖状態となり、新しい被計量物が到達するまでの期間（以下、計量ホッパ重量変化検出期間という）の前記重量センサの出力（以下、空重量変化出力という）を予め記憶する記憶手段と、被計量物が投入された状態の計量ホッパにおいて、前記計量ホッパ重量変化検出期間の前記重量センサの出力（以下、排出重量変化出力という）を検出し、前記記憶手段に記憶された前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差に基づいて前記被計量物の排出不良が生じたこと検出する排出不良検出手段と、を備えている。
【０００８】
なお、特許請求の範囲及び明細書にいう「計量ホッパ」とは、重量センサによって被計量物を含む計量ホッパの重量が計量可能なホッパ機構を意味する。
【０００９】
上記構成の計量装置によれば、被計量物の排出不良が生じた際に、被計量物が供給された計量ホッパのゲート開閉動作中の重量変化が被計量物を保持していない状態の計量ホッパのゲート開閉動作中の重量変化と異なることが検出されるため、計量サイクルを長くすることなく計量ホッパの排出不良を迅速且つ確実に検出することができる。
【００１０】
前記排出不良検出手段は、被計量物が投入された状態の計量ホッパにおいて前記排出重量変化出力を検出し、前記記憶手段に記憶された前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差を演算し、前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差が所定値以上である場合に、前記被計量物の排出不良が生じたことを報知する報知手段とを含んでもよい。空重量変化出力と排出重量変化出力との差が演算され、空重量変化出力と排出重量変化出力との差が所定値以上であると判定された場合に、被計量物の排出不良が生じたことが報知されるため、排出不良が誤検出されることを防止することができる。
【００１１】
排出判定手段は、計量ホッパ重量変化検出期間の全期間において空重量変化出力及び排出重量変化出力を比較してもよいし、一部期間において比較してもよい。また、計量ホッパ重量変化検出期間内の所定の一又は複数の時間における重量値を比較してもよい。
【００１２】
前記空重量変化出力及び前記排出重量変化出力は、前記重量センサからの出力をデジタル化したデジタル出力であり、前記排出判定手段は、前記計量ホッパ重量変化検出期間のうち所定のサンプリング期間において、前記空重量変化出力及び前記排出重量変化出力からそれぞれサンプリングした重量値の総和同士の差を演算するように構成されてもよい。これにより、デジタルデータである空重量変化出力及び排出重量変化出力をそれぞれ所定のサンプリング期間においてサンプリングして足し合わせたもの同士が比較されるため、特別な制御機構や制御プログラムをほとんど追加することなく、迅速な演算を行うことができる。
【００１３】
前記排出判定手段は、前記計量ホッパ重量変化検出期間のうち、前記計量ホッパの前記ゲートが開放状態となった時を基準とする比較開始時以降において、前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差を演算するように構成されてもよい。計量ホッパのゲートが開放状態となった際、当該計量ホッパに保持されていた被計量物は、排出不良がない限り、全量が計量ホッパから離れているはずである。従って、計量ホッパのゲートが開放状態となった時を基準とする比較開始時を設定することで、比較範囲における空重量変化出力及び排出重量変化出力の正常時における波形変化をより一致させることができるため、計量ホッパの排出不良をより確実に検出することができる。
【００１４】
前記排出判定手段は、前記計量ホッパ重量変化検出期間のうち、前記計量ホッパの前記ゲートが閉鎖状態となった時を基準とする比較終了時以前において、前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差を演算するように構成されてもよい。計量ホッパが閉鎖状態となる前に計量ホッパに新たに被計量物が供給される場合には、被計量物が計量ホッパに供給される前までの排出重量変化出力を空重量変化出力と比較することが好ましい。従って、排出重量変化出力を検出した計量ホッパに新たに被計量物が供給されるべく、計量ホッパのゲートが閉鎖状態となった時を基準として比較終了時を設定することで、計量ホッパへの被計量物の供給を迅速に行いつつ、比較範囲における空重量変化出力及び排出重量変化出力の正常時における波形変化をより一致させて計量ホッパの排出不良をより確実に検出することができる。
【００１５】
前記計量ホッパの上流側に配設され、開閉可能なゲートを用いて前記計量ホッパに被計量物を供給する供給ホッパを備え、前記排出判定手段は、前記計量ホッパ重量変化検出期間のうち、前記排出重量変化出力を検出した前記計量ホッパに対応する前記供給ホッパの前記ゲートが閉鎖状態から開き始める時を基準とする比較終了時以前において、前記空重量変化出力と前記排出重量変化出力との差を演算するように構成されてもよい。計量ホッパが閉鎖状態となる前に供給ホッパから計量ホッパに新たに被計量物が供給される場合には、被計量物が計量ホッパに供給される前までの排出重量変化出力を空重量変化出力と比較することが好ましい。従って、排出重量変化出力を検出した計量ホッパに対応する供給ホッパのゲートが閉鎖状態から開き始める時を基準として比較終了時を設定することで、計量ホッパへの被計量物の供給を迅速に行いつつ、比較範囲における空重量変化出力及び排出重量変化出力の正常時における波形変化をより一致させて計量ホッパの排出不良をより確実に検出することができる。
【００１６】
本発明に係る組合せ秤は、上記構成の計量装置を備えている。即ち、本発明に係る組合せ秤は、計量サイクルを長くすることなく計量ホッパの排出不良を迅速且つ確実に検出することができる計量装置を備えているため、より迅速且つ高精度に組合せ演算処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は以上に説明したように構成され、計量精度を悪化させることなく、計量サイクルを長くすることなく計量ホッパの排出不良を迅速且つ確実に検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る計量装置が適用された組合せ秤の概略構成を側方から見た断面で示す断面図である。
【図２】図１に示す組合せ秤の制御系統の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す組合せ秤の各構成の制御動作に関するタイムチャートである。
【図４】図１に示す組合せ秤の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す組合せ秤における排出判定処理の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す組合せ秤の計量ホッパの空重量変化出力及び正常時における排出重量変化出力の例を示すグラフである。
【図７】図１に示す組合せ秤の計量ホッパの空重量変化出力及び排出不良時における排出重量変化出力の例を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。以下の実施形態においては、被計量物が自動的に供給され、組合せ演算の後、排出組合せに選ばれた被計量物が自動的に排出される全自動式の組合せ秤について説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係る計量装置が適用された組合せ秤の概略構成を側方から見た断面で示す断面図である。本実施の形態に係る組合せ秤は、図１に示すように、複数（例えば１４個）の計量ホッパ１を有している。これらの複数の計量ホッパ１は、例えば、円状（円周上）に配置されているが、他の態様（楕円状、直線状等）に配置されていても構わない。複数の計量ホッパ１は、上方から供給された被計量物を一時的に保持し、その下部に設けられた開閉可能なゲート１１を開放することにより、被計量物を下方へ排出する。複数の計量ホッパ１のそれぞれは、当該計量ホッパ１の重量を検出する重量センサ２に支持されている。重量センサ２には、例えば、ロードセルが用いられる。重量センサ２は、制御装置３に接続されており、重量センサ２で計量された重量は、制御装置３に送信される。ここで、計量ホッパ１の重量は、既知であるので、制御装置３は、重量センサ２によって検出された重量から計量ホッパ１の重量を差し引くことにより当該計量ホッパ１に保持されている被計量物の重量を計量する。このように、本実施形態における重量センサ２及び制御装置３は、計量装置を構成している。
【００２１】
なお、本実施形態における計量ホッパとは、重量センサによって被計量物を含む計量ホッパの重量が計量可能なホッパ機構を意味する。従って、本発明は、通常は組合せ演算のために被計量物の重量が検出される計量ホッパとして用いないホッパ機構であっても、重量センサが設けられている限り、適用可能である。即ち、例えば、計量ホッパの下流に配置されたメモリホッパであって、保持される被計量物の重量が、対応する計量ホッパで計量され、制御装置３において対応付けて記憶されるメモリホッパに、排出不良検出用の重量センサを設けることとしてもよい。この場合、排出不良検出用の重量センサは、組合せ演算に用いられる重量センサより精度の低いセンサを使用することが可能である。組合せ演算に要求される精度（例えば、±０．１ｇ）に対して排出不良検出に要求される精度（例えば±５ｇ）は低くても構わないからである。
【００２２】
計量ホッパ１の上流には、供給ホッパ４が設けられている。本実施形態においては、複数の計量ホッパ１の上方に複数の供給ホッパ４がそれぞれ配設されている。供給ホッパ４は、上方から供給された被計量物を一時的に保持し、その下部に設けられた開閉可能なゲート４１を開放することにより、被計量物を下方へ排出する。
【００２３】
供給ホッパ４の上流には、供給部５が設けられている。供給部５は、組合せ秤上部の中央に外部の供給装置１０から供給される被計量物を振動によって放射状に分散させるメインフィーダ５１と、メインフィーダ５１から送られてきた被計量物を振動によって送り込む複数の直進フィーダ５２と、を有している。メインフィーダ５１は、外部の供給装置１０の供給口の下方に配設された円錐形又は円盤形のトップコーン５１１と、トップコーン５１１を上下又は水平方向に振動させる加振器５１２と、を有している。また、複数の直進フィーダ５２は、トップコーン５１１の周囲に配置された複数の直進フィーダパン５２１と、複数の直進フィーダパン５２１のそれぞれをその先端方向の斜め上方に振動させる複数の加振器５２２と、を有している。複数の直進フィーダ５２は、供給ホッパ４に対応して設けられており、複数の直進フィーダ５２により送り込まれた被計量物は、対応する供給ホッパ４に供給される。このように、本実施形態の組合せ秤には、直進フィーダ５２、供給ホッパ４、計量ホッパ１及び重量センサ２を一組とするヘッド部が複数組設けられている。加振器５１２，５２２は、例えば、電磁石のＯＮ−ＯＦＦを連続的に切り替えることによりトップコーン５１１又は直進フィーダパン５２１を振動させる。
【００２４】
計量ホッパ１の下流には、後述する排出組合せに選ばれた１又は複数の計量ホッパに保持されている被計量物を集合させつつ機外へ排出する集合排出部６が配設されている。集合排出部６は、逆円錐状の集合シュート６１と、集合シュート６１の下方に配設された排出シュート６２と、を有している。ゲート１１を通じて１又は複数の計量ホッパ１から排出された被計量物は、集合シュート６１を滑落することによって集合され、集合シュート６１の下方に設けられた排出シュート６２を通じて機外の包装機（図示せず）へと排出される。なお、集合排出部６は、排出シュート６２の位置にホッパが配設された構成としてもよい。
【００２５】
本実施形態において、制御装置３は、被計量物が保持されている計量ホッパ１のうちから、重量センサ２及び制御装置３を含む計量装置で計量された被計量物の重量の１以上の組合せの合計が目標組合せ重量を含む所定範囲内の重量となる計量ホッパ１の組合せを、被計量物を排出すべき計量ホッパ１の組合せ（以下、排出組合せという）として選択する組合せ演算を行うように構成されている。
【００２６】
制御装置３は、さらに、各計量ホッパ１のゲート１１の開閉制御を行う制御手段として機能する。各供給ホッパ４のゲート４１及び各計量ホッパ１のゲート１１の開閉制御、供給部５の供給制御並びに外部の供給装置１０の供給制御を行っている。また、本実施形態の組合せ秤は、種々の操作設定を行い、当該設定を表示可能な操作設定表示装置８を備えている。操作設定表示装置８も制御装置３によって制御される。
【００２７】
本実施形態の組合せ秤における制御系統についてより詳しく説明する。図２は図１に示す組合せ秤の制御系統の概略構成を示すブロック図である。
【００２８】
制御装置３は、例えば、制御部３１及び記憶部３２を有する制御基板３０で構成されている。制御装置３は、例えば、マイクロコンピュータを備えており、制御部３１には、例えばこのマイクロコンピュータのＣＰＵが用いられる。記憶部３２には例えばこのマイクロコンピュータの内部メモリが用いられる。制御部３１と記憶部３２とは相互に接続されている。記憶部３２には制御プログラムが格納されている。さらに、記憶部３２は、各種データを記憶する記憶手段として機能する。また、制御部３１は、記憶部３２に格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、演算等の処理や制御を行う。具体的には、制御部３１は、操作設定表示装置８及び複数の重量センサ２から信号を受け取り、これらの信号に基づいて排出判定及び組合せ演算を含む処理を行い、これらの処理結果を記憶部３２に記憶する。また、これらの信号に基づいて、複数の計量ホッパ１のゲート１１及び複数の供給ホッパ４のゲート４１の開閉制御、メインフィーダ５１、複数の直進フィーダ５２及び外部の供給装置１０の供給制御、並びに、操作設定表示装置８に制御信号を送信して報知する報知制御を行う。換言すると、制御部３１は、排出判定手段３１ａ及び制御手段３１ｂとして機能し、操作設定表示装置８は、報知手段として機能する。従って、本実施形態においては、排出判定手段３１ａとして機能する制御部３１及び報知手段として機能する操作設定表示装置８が排出不良検出手段として機能する。
【００２９】
なお、本実施形態においては１つの制御基板で制御装置３を構成しているが、本発明は同様の制御を行い得る限りこれに限られない。即ち、例えば、各種制御に応じて複数の制御基板を設け、その複数の制御基板で制御装置３を構成してもよい。また、この制御装置３を、必ずしも組合せ秤に備える必要はなく、例えば、パソコン等を外部の制御装置３として接続することにより当該外部の制御装置３で制御することとしてもよい。
【００３０】
また、本実施形態の組合せ秤は、図１及び図２に示すように、外部の供給装置１０からメインフィーダ５１のトップコーン５１１への被計量物の供給状況を検出する供給レベル検出器９を備えている。供給レベル検出器９及び外部の供給装置１０は、それぞれ制御装置３に接続されており、制御装置３は、供給レベル検出器９で検出された被計量物の供給状況に応じて被計量物の供給量を変化させるように外部の供給装置１０を制御する。外部の供給装置１０は、例えば、ベルトコンベヤでもよいし、トラフ状の供給パンを振動させるものでもよい。
【００３１】
本実施形態において、記憶部３２には、被計量物が投入されていない状態の計量ホッパ１において、ゲート１１が閉鎖状態から開放状態を経て再び閉鎖状態となり、新しい被計量物が到達するまでの期間（計量ホッパ重量変化検出期間Ｔ）の重量センサ２の出力が空重量変化出力Ｗｖとして予め記憶されている。そして、制御部３１は、排出不良検出手段として機能し、被計量物が投入された状態の計量ホッパ１における計量ホッパ重量変化検出期間Ｔの重量センサ２の出力（排出重量変化出力Ｗｘ）を検出し、排出重量変化出力Ｗｘと記憶部３２に記憶された空重量変化出力Ｗｖとの差に基づいて被計量物の排出不良が生じたことを検出する。より具体的には、制御部３１は、排出判定手段３１ａとして機能し、被計量物が投入された状態の計量ホッパ１における計量ホッパ重量変化検出期間Ｔの重量センサ２の出力（排出重量変化出力Ｗｘ）を検出し、記憶部３２に記憶された空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差を演算し、空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差が所定値以上であるか否かを判定する。
【００３２】
以下に、制御装置３の動作を順に説明する。図３は図１に示す組合せ秤の各構成の制御動作に関するタイムチャートである。また、図４は図１に示す組合せ秤の制御動作を示すフローチャートである。図３及び図４に示すように、計量ホッパ１に被計量物が保持された状態で、包装機等の外部機器から排出要求信号が出力され（ステップＳＡ１でＹｅｓ）且つ排出組合せが存在する場合（ステップＳＡ２でＹｅｓ）、制御部３１は、当該排出組合せに選ばれた計量ホッパ１の開閉駆動を開始する（ステップＳＡ３）。図３に示すように、計量ホッパ１のゲート１１が閉鎖状態から開き始めるとき（図３における時刻ｔ１）が計量ホッパ重量変化検出期間Ｔの開始時となる。なお、排出組合せが存在しない場合には（ステップＳＡ２でＮｏ）、制御部３１は、供給ホッパ４から空いている計量ホッパ１に対して被計量物を供給するように制御する（ステップＳＡ１２）。
【００３３】
制御部３１は、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔの開始時より排出組合せに選ばれた計量ホッパ１が開放状態を経て再び閉鎖状態になるまで、重量センサ２の出力を排出重量変化出力Ｗｘとして検出する（ステップＳＡ４）。計量ホッパ１から排出された被計量物は、集合排出部６により集められ、後述する排出判定処理で排出不良がなければ、機外に排出される。ここで、排出不良がなければ、計量ホッパ１に保持されていた被計量物は、計量ホッパ１のゲート１１が開放状態となったとき（図３における時刻ｔ２）には、全量が計量ホッパ１から離れており、対応する重量センサ２で検出される重量は理想的には計量ホッパ１単体の重量（被計量物の重量が０）となるはずである。ただし、実際には計量ホッパ１にはゲート１１の開閉駆動等による振動が生じており、重量センサ２で検出される重量は一定値とならない。
【００３４】
また、制御部３１は、計量ホッパ１のゲート１１が開放状態から閉じ始めるときを基準にして所定時間後（図３における時刻ｔ３）に、対応する供給ホッパ４のゲート４１が閉鎖状態から開き始めるように制御する（ステップＳＡ５でＹｅｓ）。制御部３１は、供給ホッパ４の開閉駆動が開始したときから、重量センサ２の出力を組合せ演算のための重量値として検出する。即ち、供給ホッパ４のゲート４１が閉鎖状態から開き始めるとき（時刻ｔ３）が組合せ演算のための組合せ計量期間の開始時となる。このように、計量ホッパ１及び供給ホッパ４がともに開閉駆動状態にある間は、重量センサ２の出力を排出重量変化出力Ｗｘ及び組合せ演算用の重量値としてそれぞれ検出する（ステップＳＡ６）。
【００３５】
その後、計量ホッパ１が閉鎖状態となり、対応する供給ホッパ４から新しい被計量物が到達した際（ステップＳＡ７でＹｅｓ）、このとき（図３における時刻ｔ５）が計量ホッパ重量変化検出期間Ｔの終了時となり、制御部３１は、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔにおける重量センサ２の出力を排出重量変化出力Ｗｘとして記憶部３２に記憶する。そして、制御部３１は、排出判定手段３１ａとして機能し、記憶部３２に記憶された空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとを比較し、排出不良の有無を判定する排出判定処理を行う（ステップＳＡ８）。詳しくは後述する。
【００３６】
排出判定処理の結果、排出不良がなければ、引き続き組合せ演算用の重量検出を行う（ステップＳＡ９）。所定の組合せ計量期間が終了した後（ステップＳＡ１０でＹｅｓ）、次回排出用の組合せ演算処理を行う（ステップＳＡ１１）。以後、ステップＳＡ１からステップＳＡ１１を１計量サイクルとして所定の計量サイクルを繰り返す。
【００３７】
ここで、排出判定処理について詳しく説明する。図５は図１に示す組合せ秤における排出判定処理の制御動作を示すフローチャートである。前述したように、排出判定処理の開始前において、記憶部３２には、空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘが記憶されている。排出重量変化出力Ｗｘは、排出組合せに選ばれている数Ｈと同じ数だけ記憶されている。
【００３８】
なお、空重量変化出力Ｗｖは、１つだけでもよいし、個々の計量ホッパ１に対応したものを予め記憶させることとしてもよいが、計量ホッパ１のゲート１１の開閉機構の固さや磨耗状態に応じて空重量変化出力Ｗｖの波形は変化し得るので、計量ホッパ１ごとに空重量変化出力Ｗｖを記憶しておくことが好ましい。さらに、計量ホッパ１が付け替えられることも考慮して、組合せ秤の運転開始時において、組合せ秤に取り付けられている計量ホッパ１のそれぞれについて空重量変化出力Ｗｖを検出し、記憶しておくことが好ましい。また、組合せ秤の運転中においても計量ホッパ１内に被計量物のカス等が微量に付着することにより、空重量変化出力Ｗｖの波形が変化し得るため、計量ホッパ１のゲート１１を開閉駆動するステップモータ等のアクチュエータをゲート１１が閉鎖状態及び開放状態になるように調整する自動零点調整後においても自動零点調整を行った計量ホッパ１のそれぞれについて空重量変化出力Ｗｖを検出し、記憶しておくことが好ましい。また、空重量変化出力Ｗｖは、空状態の計量ホッパ１を複数回開閉駆動させて得られた複数の重量変化出力を平均したものとしてもよい。
【００３９】
排出判定処理が開始された場合、まず、排出組合せに選ばれている（現在排出処理中の）計量ホッパ１の数Ｈが記憶部３２に記憶される（ステップＳＢ１）。その上で、初期状態として変数ｈ＝１が設定される（ステップＳＢ２）。
【００４０】
制御部３１は、排出組合せに選ばれている計量ホッパ１のうちの１つについて排出重量変化出力を読み出し（ステップＳＢ３）、空重量変化出力Ｗｖを読み出す（ステップＳＢ４）。その上で、排出判定手段３１ａとして機能する制御部３１は、排出重量変化出力Ｗｘと空重量変化出力Ｗｖとを比較する（ステップＳＢ５）。より具体的には、制御部３１は、排出重量変化出力Ｗｘと空重量変化出力Ｗｖとの差が所定の許容範囲内かどうかを判定する。
【００４１】
比較の結果、排出重量変化出力Ｗｘと空重量変化出力Ｗｖとの間で所定の許容範囲内の差しか生じていない場合（ステップＳＢ５でＮｏ）、制御部３１は、その計量ホッパ１からは正常に被計量物が排出された（排出不良がない）と判定する。そして、制御部３１は、変数ｈが排出組合せに選ばれた計量ホッパ１の数Ｈであるかどうかを判定し（ステップＳＢ６）、ｈ＝Ｈでなければ（ステップＳＢ６でＮｏ）、変数ｈに１を加える処理を行う（ステップＳＢ７）。即ち、排出組合せに選ばれている計量ホッパ１のうち、まだ判定していない計量ホッパ１について同様の判定処理を行う（ステップＳＢ３〜ＳＢ５）。制御部３１は、排出組合せに選ばれた全ての計量ホッパ１について判定処理を行い、排出不良がないと判定した場合（ステップＳＢ６でＹｅｓ）、排出判定処理を終了する。これにより、計量ホッパ１から排出された被計量物の重量は、組合せ演算により演算された組合せ重量に略等しい重量となる。
【００４２】
比較の結果、空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差が許容範囲外である場合（ステップＳＢ５でＹｅｓ）、制御部３１は、その計量ホッパ１からは完全に被計量物が排出されていないと判定し、報知手段として機能する操作設定表示装置８に排出不良が生じた旨を報知させる（ステップＳＢ８）。例えばここでは、排出重量変化出力Ｗｘが空重量変化出力Ｗｖより所定の許容範囲を超えて重い場合、操作設定表示装置８に排出不良が生じた旨を報知させる。報知態様は特に限定されないが、例えば、操作設定表示装置８の表示画面をエラー表示に切り替えたり、表示画面を明滅させたり、エラー報知音を発生させたりして報知する。なお、操作設定表示装置８とは別に組合せ秤にサイレンやエラーランプ等を設け、制御部３１における判定結果に応じて音や光によって排出不良を報知することとしてもよい。
【００４３】
さらに、制御部３１は、排出不良報知を行うとともに、今回排出された被計量物を排出不良として処理することが好ましい。具体的には、例えば、集合排出部６の排出シュート６２の代わりにホッパを設け、当該ホッパを閉鎖状態にした上で排出処理を停止させてもよい。または、例えば、排出シュート６２の下流側において、被計量物を包装機へ供給する供給路とは別に被計量物を排出する排出路を設け、排出不良が発生した場合には当該排出路を通じて被計量物が排出されるように構成する。さらに、組合せ秤の集合排出部６の下流に設けられた包装機にエラー信号を送信し、包装機における包装処理を停止させることも可能である。
【００４４】
以上に説明したように、上記構成の計量装置が適用された組合せ秤によれば、被計量物の排出不良が生じた際に、被計量物が供給された計量ホッパ１のゲート１１の開閉動作中の重量変化が被計量物を保持していない状態の計量ホッパ１のゲート１１の開閉動作中の重量変化と異なることが検出されるため、計量サイクルを長くすることなく計量ホッパ１の排出不良を迅速且つ確実に検出することができる。さらに、空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差が演算され、空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差が所定値以上であると判定された場合に、被計量物の排出不良が生じたことが報知されるため、排出不良が誤検出されることを防止することができる。
【００４５】
本実施形態において、空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘは、重量センサ２からの出力をデジタル化したデジタル出力であり、排出判定手段３１ａとして機能する制御部３１は、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔのうち所定のサンプリング期間において、空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘからそれぞれサンプリングした重量値の総和同士の差を演算するように構成されている。これにより、デジタルデータである空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘをそれぞれ所定のサンプリング期間においてサンプリングして足し合わせたもの同士が比較されるため、特別な制御機構や制御プログラムをほとんど追加することなく、迅速な演算を行うことができる。また、空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘは、それぞれサンプリングデータに所定のフィルタ処理を行ったものとしてもよい。これにより、重量センサ２自体の固有振動等、排出重量変化に関わりのない振動成分を除去することができるため、より高精度な判定を行うことができる。
【００４６】
以下に、本実施形態における空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの比較態様について説明する。図６及び図７は図１に示す組合せ秤の計量ホッパの空重量変化出力及び排出重量変化出力の例を示すグラフである。図６は、計量ホッパから被計量物が正常に排出されたときの排出重量変化出力を示し、図７は、計量ホッパにおいて被計量物の排出不良が生じたときの排出重量変化出力を示している。
【００４７】
図６及び図７のグラフにおいて、横軸は、時間経過を所定の時間間隔毎のサンプリング数として示している。縦軸は、重量センサ２で検出された重量値をデジタル変換値として示している。図６及び図７における排出重量変化出力Ｗｘは、１１０ｇの被計量物が保持されている計量ホッパ１を排出した際の重量変化出力を示しており、図７における排出重量変化出力Ｗｘは、被計量物の全量（１１０ｇ）が排出できなかった場合の重量変化出力を示している。これは、例えば、ウィンナーソーセージ等の弾力性のある食品等が計量ホッパ１内で引っ掛かった場合等に実際に起こり得る事象である。また、図６及び図７の例では、新しい被計量物が計量ホッパに到達する時刻ｔ５においても計量ホッパに到達していない（新しい被計量物を供給していない）波形が示されている。
【００４８】
図６及び図７に示すように、空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘの何れについても、計量ホッパ１の開閉動作によって計量ホッパ１が揺動し、重量センサ２で検出される重量値が不規則に変化している。ところが、本発明の発明者によって、図６及び図７に示されるような空重量変化Ｗｖは、同じ条件（例えば、計量ホッパ１の形状、重量、開閉速度等）であれば、略同じ波形となることが実験によって明らかとなった。そして、図６に示すように、被計量物の全量が正常に排出された計量ホッパ１における排出重量変化Ｗｘは、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔ内の計量ホッパ１に保持されている被計量物の全量が当該計量ホッパ１から離れた時刻ｔｓ以降において略同じ波形となることが実験によって明らかとなった。従って、正常排出時においては、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔにおける空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差が所定の許容範囲内に収まることとなる。
【００４９】
一方、被計量物が計量ホッパ１に引っ掛かる等して正常に排出されない場合には、図７に示すように、空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの波形が時刻ｔｓ経過後も同じ波形とはならず、何れの時刻においても排出重量変化出力Ｗｘの波形が空重量変化出力Ｗｖの波形に対して、略一定の重量だけ増えた状態で推移している。即ち、何れかの時刻における排出重量変化出力Ｗｘから空重量変化出力Ｗｖを引いた値が計量ホッパ１で排出されなかった被計量物の重量（図７の例においては１１０ｇ）を示している。従って、排出不良時においては、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔにおける空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差が許容範囲を超えることとなる。
【００５０】
このような計量ホッパ重量変化検出期間Ｔにおける空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの比較を実現するために、本実施形態においては、排出判定手段３１ａとして機能する制御部３１が空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘのそれぞれについて、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔにおいてサンプリングされたデータを順に積算し、その総和（又は平均）の差が許容範囲内かどうかを判定している。なお、比較方法は、これに限られず、例えば、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔ内の所定の時刻における一又は複数のサンプリングデータを比較することとしてもよい。
【００５１】
排出判定手段３１ａとして機能する制御部３１は、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔの全期間において空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘを比較してもよいし、一部期間において比較してもよい。
【００５２】
例えば、排出判定手段３１ａとして機能する制御部３１は、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔのうち、計量ホッパ１のゲート１１が開放状態となった時刻ｔ２を基準とする比較開始時以降において、空重量変化出力Ｗｖと前記排出重量変化出力Ｗｘとの差を演算するように構成されてもよい。計量ホッパ１のゲート１１が開放状態となった際、当該計量ホッパ１に保持されていた被計量物は、排出不良がない限り、全量が計量ホッパ１から離れているはずである。従って、計量ホッパ１のゲート１１が開放状態となった時刻ｔ２を基準として比較開始時を設定することで、比較範囲における空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘの正常時における波形変化をより一致させることができるため、計量ホッパ１の排出不良をより確実に検出することができる。なお、時刻ｔ２を基準とする比較開始時とは、時刻ｔ２のサンプリングデータから演算を開始するだけでなく、時刻ｔ２から所定の時間経過後又は時刻ｔ２より所定の時間前のサンプリングデータから演算を開始する概念を含んでいる。
【００５３】
また、例えば、排出判定手段３１ａとして機能する制御部３１は、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔのうち、計量ホッパ１のゲート１１が閉鎖状態となった時刻ｔ４を基準とする比較終了時以前において、空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差を演算するように構成されてもよい。計量ホッパ１が閉鎖状態となる前に計量ホッパ１に新たに被計量物が供給される場合には、被計量物が計量ホッパ１に供給される前までの排出重量変化出力Ｗｘを空重量変化出力Ｗｖと比較することが好ましい。従って、排出重量変化出力Ｗｘを検出した計量ホッパ１に新たに被計量物が供給されるべく、計量ホッパ１のゲート１１が閉鎖状態となった時刻ｔ４を基準として比較終了時を設定することで、計量ホッパ１への被計量物の供給を迅速に行いつつ、比較範囲における空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘの正常時における波形変化をより一致させて計量ホッパ１の排出不良をより確実に検出することができる。なお、時刻ｔ４を基準とする比較終了時とは、時刻ｔ４のサンプリングデータから演算を開始するだけでなく、時刻ｔ４から所定の時間経過後又は時刻ｔ４より所定の時間前のサンプリングデータから演算を開始する概念を含んでいる。
【００５４】
また、例えば、排出判定手段３１ａとして機能する制御部３１は、計量ホッパ重量変化検出期間Ｔのうち、排出重量変化出力Ｗｘを検出した計量ホッパ１に対応する供給ホッパ４のゲート４１が閉鎖状態から開き始める時刻ｔ３を基準とする比較終了時以前において、空重量変化出力Ｗｖと排出重量変化出力Ｗｘとの差を演算するように構成されてもよい。本実施形態のように、計量ホッパ１が閉鎖状態となる前に供給ホッパ４から計量ホッパ１に新たに被計量物が供給される場合には、被計量物が計量ホッパ１に供給される前までの排出重量変化出力Ｗｘを空重量変化出力Ｗｖと比較することが好ましい。従って、排出重量変化出力Ｗｘを検出した計量ホッパ１に対応する供給ホッパ４のゲート４１が閉鎖状態から開き始める時刻ｔ３を基準として比較終了時を設定することで、計量ホッパ１への被計量物の供給を迅速に行いつつ、比較範囲における空重量変化出力Ｗｖ及び排出重量変化出力Ｗｘの正常時における波形変化をより一致させて計量ホッパ１の排出不良をより確実に検出することができる。なお、時刻ｔ３を基準とする比較終了時とは、時刻ｔ３のサンプリングデータから演算を開始するだけでなく、時刻ｔ３から所定の時間経過後又は時刻ｔ３より所定の時間前のサンプリングデータから演算を開始する概念を含んでいる。
【００５５】
本実施形態の計量装置及びそれを用いた組合せ秤の用途としては、計量ホッパに引っ掛かり易い被計量物を計量する計量装置及びそれを備えた組合せ秤に好適である。特に、ウィンナーソーセージ、ちくわ、練り製品等の弾力性のある比較的大きい被計量物やミニトマト、ピーマン、ジャガイモ等の大きさが一定ではない被計量物を計量する計量装置及びそれを備えた組合せ秤等に好適である。また、本実施形態で説明したように、計量ホッパ１のゲート１１の開閉動作中における重量変化の検出は、計量ホッパ１の安定時における重量検出に比べて計量精度が高くないが、前述したような比較的大きい被計量物等においては計量精度が高くなくても被計量物の排出不良を十分正確に検出できる。従って、このような排出不良の検出のためのゲート１１の開閉動作中における計量精度を高くする必要のない被計量物を計量する用途においても本実施形態の計量装置及びそれを用いた組合せ秤は好適に用いられ得る。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の計量装置及びそれを備えた組合せ秤は、計量ホッパに引っ掛かり易い被計量物を計量する計量装置及びそれを備えた組合せ秤に有用である。特に、ウィンナーソーセージ、ちくわ、練り製品等の弾力性のある比較的大きい被計量物やミニトマト、ピーマン、ジャガイモ等の大きさが一定ではない被計量物を計量する計量装置及びそれを備えた組合せ秤等に有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１                            計量ホッパ
２                            重量センサ
３                            制御装置
４                            供給ホッパ
５                            供給部
６                            集合排出部
８                            操作設定表示装置
９                            レベル検出器
１０                          外部の供給装置
１１                          計量ホッパのゲート
３０                          制御基板
３１                          制御部（排出判定手段、制御手段）
３１ａ                        排出判定手段
３１ｂ                        制御手段
３２                          記憶部（記憶手段）
４１                          供給ホッパのゲート
５１                          メインフィーダ
５２                          直進フィーダ
６１                          集合シュート
６２                          排出シュート
５１１                        トップコーン
５１２，５２２                加振器
５２１                        直進フィーダパン
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010230567.tif 000008
【図３】
2010230567.tif 000009