(57)【要約】【課題】  ２つの計量室を有する計量ホッパを用いた組合せ秤において、計量精度の向上を図る。【解決手段】  ２つの計量室４ａ，４ｂを有し、それぞれの計量室に投入される被計量物の重量を計量し、それぞれの計量室ごとに被計量物を排出可能な複数の計量ホッパ４と、各々の計量ホッパと対応して計量ホッパの上方に配設され、対応する計量ホッパの２つの計量室の各々に選択的に被計量物を投入する複数の供給ホッパ３と、各々の計量ホッパの計量室に投入されている被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行うことにより、投入されている被計量物の合計重量が所定重量範囲となる組合せの計量室を選択し、選択した計量室から被計量物を排出させる排出動作を行わせる制御部１０とを備え、制御部１０は、２つの計量室４ａ，４ｂの両方が同時に組合せに選択される計量ホッパ４の個数を所定の個数以下に制限して組合せ演算を行う。【選択図】  図１
2006153462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの計量室を有し、それぞれの前記計量室に投入される被計量物の重量を計量し、それぞれの前記計量室ごとに被計量物を排出可能な複数の計量ホッパと、
各々の前記計量ホッパと対応して前記計量ホッパの上方に配設され、対応する前記計量ホッパの２つの前記計量室の各々に選択的に被計量物を投入する複数の供給手段と、
各々の前記計量ホッパの前記計量室に投入されている被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行うことにより、投入されている被計量物の合計重量が所定重量範囲となる組合せの前記計量室を選択し、前記選択した計量室から被計量物を排出させる排出動作を行わせる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記２つの計量室の両方が同時に前記組合せに選択される前記計量ホッパの個数を所定の個数以下に制限して前記組合せ演算を行う組合せ秤。
【請求項２】
各々の前記供給手段は、前記組合せ演算および前記排出動作が繰り返し行われる際に、現在行われている前記組合せ演算から次に行われる前記組合せ演算までの間に、対応する前記計量ホッパの２つの計量室のうちのいずれか一方にのみ被計量物を投入可能であり、
前記制御手段は、前記２つの計量室の両方が同時に前記組合せに選択される前記計量ホッパの個数を１個以下に制限して前記組合せ演算を行う請求項１記載の組合せ秤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各々２つの計量室を有する複数の計量ホッパを備えた組合せ秤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗剤や菓子類等の被計量物を計量する組合せ秤において、各計量ホッパが２つの室（計量室）を備えたものがある。例えば、図１のように、各計量ホッパ４は、２つの計量室４ａ，４ｂを有し、各計量室４ａ，４ｂから別々に被計量物を排出可能な構成である。供給ホッパ３は、その下方に配置された計量ホッパ４の計量室４ａと計量室４ｂへ選択的に被計量物を排出可能な構成である。各計量ホッパ４では、一方の計量室例えば計量室４ａのみに被計量物が供給されているときに、計量室４ａ内の被計量物の重量が重量センサ５により計量され、その計量値が制御部１０へ送られる。さらに他方の計量室４ｂに被計量物が供給されると、２つの計量室４ａ，４ｂ内の被計量物の合計重量が重量センサ５により計量され、その計量値が制御部１０へ送られる。制御部１０では、この２つの計量室４ａ，４ｂ内の被計量物の合計重量から、先に計量されている計量室４ａ内の被計量物の重量を減算することで、計量室４ｂ内の被計量物の重量を算出し、組合せ演算を行う。組合せ演算は、前述のようにして求められた各計量ホッパ４の計量室４ａ，４ｂ内の被計量物の重量に基いて行い、被計量物の合計重量が所定重量範囲となる計量室（４ａ，４ｂ）の組合せを１つ求める。制御部１０の制御によって、求めた組合せに選択されている計量室４ａ，４ｂのゲートを開閉することにより、被計量物が集合シュート６へ排出され、集合ホッパ７に溜められる。さらに、制御部１０によって集合ホッパ７のゲートが開閉され、集合ホッパ７内の被計量物が例えば包装機（図示せず）に送出される。
【０００３】
このように、各計量ホッパ４が２つの計量室４ａ，４ｂに分割されていることにより、２つの室に分割されていない計量ホッパを例えば１０個備えた組合せ秤とほぼ同等の性能（計量精度）を持たせる場合には、５個の計量ホッパ４を備えればよく、高価な重量センサ５が半分の個数で済む。
【特許文献１】特公平５−８７７６６号公報
【特許文献２】特公平６−２７６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記の構成において、組合せ演算により、ある計量ホッパ４の両方の計量室４ａ，４ｂが同時に組合せに選択されると、その両方の計量室４ａ，４ｂから被計量物が排出される。この場合、次の組合せ演算時までに供給ホッパ３から被計量物が投入されるのは２つの計量室４ａ，４ｂのうちいずれか一方の計量室のみである。したがって、次の組合せ演算時には、２つの計量室４ａ，４ｂのうち片方の計量室は被計量物が投入されておらず空の状態であり、この空の計量室は組合せに参加できないため、組合せ数が減少する。ここでさらに、上記の被計量物が投入されている一方の計量室が組合せに選択されると、さらに次の組合せ演算時においても同様に片方の計量室は空の状態で組合せに参加できず、組合せ数が減少する。組合せ数の増加・減少に応じて、計量精度が向上・低下することはよく知られており、上記のように組合せ数が減少すると、計量精度の低下が生じる。
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、２つの計量室を有する計量ホッパを用いた組合せ秤において、計量精度の向上を図ることができる組合せ秤を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の組合せ秤は、２つの計量室を有し、それぞれの前記計量室に投入される被計量物の重量を計量し、それぞれの前記計量室ごとに被計量物を排出可能な複数の計量ホッパと、各々の前記計量ホッパと対応して前記計量ホッパの上方に配設され、対応する前記計量ホッパの２つの前記計量室の各々に選択的に被計量物を投入する複数の供給手段と、各々の前記計量ホッパの前記計量室に投入されている被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行うことにより、投入されている被計量物の合計重量が所定重量範囲となる組合せの前記計量室を選択し、前記選択した計量室から被計量物を排出させる排出動作を行わせる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記２つの計量室の両方が同時に前記組合せに選択される前記計量ホッパの個数を所定の個数以下に制限して前記組合せ演算を行う構成である。
【０００７】
このように、２つの計量室の両方が同時に組合せに選択されてもよい計量ホッパの個数を制限することにより、計量精度の向上を図ることができる。
【０００８】
また、各々の前記供給手段は、前記組合せ演算および前記排出動作が繰り返し行われる際に、現在行われている前記組合せ演算から次に行われる前記組合せ演算までの間に、対応する前記計量ホッパの２つの計量室のうちのいずれか一方にのみ被計量物を投入可能であり、前記制御手段は、前記２つの計量室の両方が同時に前記組合せに選択される前記計量ホッパの個数を１個以下に制限して前記組合せ演算を行う構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以上に説明した構成を有し、２つの計量室を有する計量ホッパを用いた組合せ秤において、計量精度の向上を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態の組合せ秤の概略構成を示す模式図である。
【００１２】
この組合せ秤は、制御部１０によって組合せ秤全体の動作が制御され、装置上部の中央に、外部の供給装置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円錐形の分散フィーダ１が設けられている。分散フィーダ１の周囲には、分散フィーダ１から送られてきた被計量物を振動によって各供給ホッパ３に送りこむためのリニアフィーダ２が設けられている。リニアフィーダ２の下方には、複数の供給ホッパ３、計量ホッパ４がそれぞれ対応して設けられ、円状に配置されている。計量ホッパ４の下方には、中央下部に排出口を有する集合シュート６が設けられ、集合シュート６の排出口に集合ホッパ７が設けられている。
【００１３】
また、各計量ホッパ４は、２つの計量室４ａ，４ｂを有し、各計量室４ａ，４ｂにゲートが設けられ、各ゲートを開くことにより、各計量室４ａ，４ｂから別々に被計量物を排出可能な構成である。供給ホッパ３は、独立して駆動可能な２つのゲートが設けられ、各ゲートを開くことにより、計量ホッパ４の計量室４ａと計量室４ｂへ選択的に被計量物を排出可能な構成である。各計量ホッパ４には、計量ホッパ４内の被計量物の重量を計測するロードセル等の重量センサ５が取り付けられている。重量センサ５で計測された重量値は制御部１０へ送られる。各計量ホッパ４では、一方の計量室例えば計量室４ａのみに被計量物が供給されているときに、計量室４ａ内の被計量物の重量が重量センサ５により計量される。さらに他方の計量室４ｂに被計量物が供給されると、２つの計量室４ａ，４ｂ内の被計量物の合計重量が重量センサ５により計量される。制御部１０では、この２つの計量室４ａ，４ｂ内の被計量物の合計重量から、先に計量されている計量室４ａ内の被計量物の重量を減算することで、計量室４ｂ内の被計量物の重量を算出し、各計量ホッパ４の計量室４ａ，４ｂ内の被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行う。
【００１４】
この制御部１０による組合せ演算により、複数の計量ホッパ４の計量室４ａ，４ｂの中から、投入されている被計量物の合計重量が組合せ目標重量に対して許容範囲（所定重量範囲）内となる組合せの計量室を選択し、その組合せに選択されている計量室４ａ，４ｂの被計量物の合計重量を組合せ重量とする。被計量物の合計重量が組合せ目標重量に対して許容範囲となる組合せが複数存在する場合には、被計量物の合計重量と組合せ目標重量との差が最小となる組合せに決定する。
【００１５】
以上のように構成された組合せ秤の動作について説明する。
【００１６】
外部の供給装置から分散フィーダ１へ供給された被計量物は、分散フィーダ１の振動によって各リニアフィーダ２へ送られ、さらに各リニアフィーダ２の振動によって各供給ホッパ３へ送られる。各供給ホッパ３の２つのゲートのいずれかが開閉されることにより、計量ホッパ４の２つの計量室４ａ，４ｂのいずれかへ被計量物が投入される。この動作が初めは２回繰り返されて両方の計量室４ａ，４ｂへ被計量物が投入される。以上の分散フィーダ１、リニアフィーダ２の動作及び供給ホッパ３の２つのゲートの開閉動作も制御部１０によって制御される。
【００１７】
制御部１０は、前述のように各計量室４ａ，４ｂ内の被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行った後、組合せに選択されている計量室４ａ，４ｂのゲートを開閉する。これにより計量室４ａ，４ｂから被計量物が排出される。計量室４ａ，４ｂから排出された被計量物は、集合シュート６上を滑り、集合シュート６の下部に設けられている排出口を通り、集合ホッパ７に溜められる。また、制御部１０は、集合ホッパ７の下方に配置された例えば包装機（図示せず）からの投入指令信号を受けて集合ホッパ７のゲートを開閉し、集合ホッパ７内の被計量物が包装機に送出される。
【００１８】
なお、集合ホッパ７は備えていなくてもよいが、集合ホッパ７を備えていることにより、計量室４ａ，４ｂから排出された被計量物が一旦集合ホッパ７に溜められ、被計量物が固まった状態で包装機へ排出されるので、その排出時間が短くなり、高速運転される包装機で製袋される袋の上端及び下端のシール（封止）部分における被計量物の噛み込みの発生を防止できる。
【００１９】
図２は、本実施の形態の組合せ秤における動作のタイミングチャートである。図２において、Ｔは、１つの計量サイクルであり、このような計量サイクルが連続して繰り返される。
【００２０】
各計量サイクルＴは、排出及び供給時間ｔ１と安定時間ｔ２と組合せ時間ｔ３とからなる。排出及び供給時間ｔ１は、例えば包装機からの投入指令信号ａに応答して動作させる集合ホッパ７のゲート開閉、および組合せに選択されている計量室４ａ，４ｂのゲート開閉、およびその計量室４ａ，４ｂに対して被計量物を供給するために動作させる供給ホッパ３のゲート開閉に要する時間である。安定時間ｔ２は、計量ホッパ４に取り付けられている重量センサ５の安定時間である。組合せ時間ｔ３は、組合せ演算等を行う時間であり、この時間ｔ３に包装機からの投入指令信号の待ち時間が含まれることもある。
【００２１】
各計量サイクルＴにおいて、排出及び供給時間ｔ１では、包装機から出力される投入指令信号ａに応答して集合ホッパ７のゲートが開閉されて包装機へ被計量物の排出が行われ、さらに組合せに選択されている計量室４ａ，４ｂのゲートが開閉されて被計量物が集合ホッパ７へ排出され、次のサイクルで包装機へ排出される被計量物が集合ホッパ７に溜められる。さらに、被計量物が排出されて空になっている計量室４ａ，４ｂへ供給ホッパ３から被計量物が投入される。その後、安定時間ｔ２経過後の組合せ時間ｔ３において、組合せ演算が行われ、次に排出すべき計量室４ａ，４ｂの組合せが求められる。
【００２２】
従来、例えば、ある計量ホッパ４の両方の計量室４ａ，４ｂが同時に組合せに選択されると、次の組合せ演算時までに供給ホッパ３から一方の計量室へしか被計量物を供給できず、次の組合せ演算時において片方の計量室が空の状態であり組合せに参加できないため、組合せ数が減少し、計量精度が低下するという問題があった。そこで、本実施の形態では、組合せ演算を行う際、任意の計量ホッパ４の２つの計量室４ａ，４ｂの両方が同時に組合せに選択されてもよい計量ホッパ４の個数を所定の個数以下に制限することにより、計量精度の向上を図るようにしている。
【００２３】
これを検証するために、シミュレーションを行った。シミュレーション条件は、組合せ目標重量を１０００ｇ、供給ホッパから各計量室へ投入すべき目標とする重量（投入目標重量）を組合せ目標重量の２５％（２５０ｇ）、供給ホッパから各計量室へ実際に投入される投入重量の標準偏差を投入目標重量の４０％（１００ｇ）に設定した。この条件で、１回の組合せにおいて選択されうる計量室の数は３〜６室である。また、シミュレーションで実施される組合せ演算では、投入されている被計量物の合計重量が、組合せ目標重量以上で、かつ組合せ目標重量との差が最小となる組合せの計量室を選択し、その合計重量を組合せ重量とするものとした。そして、組合せに選択された計量室から被計量物が排出されるが、１回の排出ごとに、供給ホッパ３は、対応する計量ホッパ４の２つの計量室４ａ，４ｂのうちいずれか１つの計量室にしか被計量物を供給できない。例えば、組合せ演算において、ある計量ホッパ４の両方の計量室４ａ，４ｂが同時に選択された場合、その計量ホッパ４の両方の計量室４ａ，４ｂから被計量物が排出されるが、次の組合せ演算時には、２つの計量室４ａ，４ｂのうちいずれか一方の計量室には供給ホッパ３から被計量物が投入されているが、他方の計量室には被計量物が投入されておらず空であり、この空の計量室は組合せに参加できない。ここで、上記の被計量物が投入されている一方の計量室が組合せに選択されると、さらに次の組合せ演算時においても同様に片方の計量室は空であり組合せに参加できない。
【００２４】
以上の条件の下、組合せ秤に計量ホッパ４が４個〜９個備えられている場合の各構成について、組合せ演算において、ある計量ホッパ４の両方の計量室４ａ，４ｂが同時に組合せに選択されてもよい計量ホッパ４の個数（以下、２室同時選択可能ホッパ数）に制限を設け、２室同時選択可能ホッパ数を０個にした場合、１個にした場合について、また、２室同時選択可能ホッパ数に制限を設けない場合について、それぞれ、計量サイクルＴを９９９９回連続して実施するシミュレーションを行った。その結果を図３に示す。なお、１回の組合せにおいて選択されうる計量室の数は３〜６室であるため、２室同時選択可能ホッパ数に制限を設けない場合に、両方の計量室４ａ，４ｂが同時に組合せに選択されうる計量ホッパ４の個数は最大で３個である。
【００２５】
図３に示された平均重量は、各計量サイクルＴでの組合せ演算によって求められた組合せ重量の平均重量である。また、２室同時選択可能ホッパ数を０個にした場合と１個にした場合については、２室同時選択可能ホッパ数に制限を設けない場合（制限なしの場合）の平均重量から、それぞれの場合の平均重量を減算した値を算出し、その算出した値を、制限なしの場合との差として図３に示している。
【００２６】
図３の結果から、２室同時選択可能ホッパ数を０個にした場合の平均重量は、計量ホッパ４が４個〜９個のいずれの構成においても、制限を設けない場合の平均重量よりも大きく、２室同時選択可能ホッパ数を１個にした場合は、制限を設けない場合と比較して、平均重量は同等以下である。したがって、２室同時選択可能ホッパ数を１個にした場合に、平均重量が最も組合せ目標重量に近くなり、計量精度の向上を図ることができる。なお、２室同時選択可能ホッパ数に制限を設けない場合には、両方の計量室４ａ，４ｂが同時に組合せに選択される計量ホッパ４が２個や３個の場合があり、そのような場合、次の組合せ演算で組合せに参加できなくなる計量室の数が、２室同時選択可能ホッパ数を１個にした場合よりも多いため、計量精度が低下すると考えられる。また、２室同時選択可能ホッパ数が０個の場合は、常に組合せ数が少ないため計量精度が低下すると考えられる。
【００２７】
なお、本実施の形態の組合せ秤では、分散フィーダ１、リニアフィーダ２および供給ホッパ３を備えているが、これらの構成については限定されるものではなく、被計量物の種類（粉粒体、塊状物品）等に応じて他の構成でもよく、２つの計量室４ａ，４ｂを有する計量ホッパ４に対し、１回の排出ごとに、２つのうちいずれか１つの計量室へ被計量物を供給可能な供給手段が備えられていればよい。また、前述したように集合ホッパ７は必要に応じて備えればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、各々２つの計量室を有する複数の計量ホッパを備えた組合せ秤における計量精度を向上させるのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の組合せ秤の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態の組合せ秤における動作のタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の形態におけるシミュレーション結果を示す表である。
【符号の説明】
【００３０】
１  分散フィーダ
２  リニアフィーダ
３  供給ホッパ
４  計量ホッパ
４ａ  計量室
４ｂ  計量室
５  重量センサ
６  集合シュート
７  集合ホッパ
１０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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