(57)【要約】【課題】物品のサイズを簡単な構成で精度良く計測することのできるサイズ計測装置を提供する。【解決手段】本サイズ計測装置は、物品１０の通過領域を間にして投光、受光を行う複数の光電センサが等ピッチで物品の移動方向に配列されて成る長さ計測用ワイドセンサＷ３と、この長さ計測用ワイドセンサの下流側であって最も下流側の前記光電センサから所定距離だけ離れて配置され、物品の通過領域を間にして投光、受光を行う複数の光電センサが物品の移動方向に配列されて成る長さ計測用センサと、演算装置とを備える。演算装置は、長さ計測用センサにおける光電センサが遮光された時の長さ計測用ワイドセンサにおける複数の光電センサの遮光数と、前記所定距離とを用いてあらかじめ定められた計算を行って物品の長さ方向のサイズを計算する。【選択図】      図１
2004163342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送媒体上を移動する物品の少なくとも長さ方向のサイズを計測するためのサイズ計測装置において、
物品の通過領域を間にして投光、受光を行う複数の光電センサが等ピッチで物品の移動方向に配列されて成る第１の長さ計測用センサと、
該第１の長さ計測用センサの下流側であって最も下流側の前記光電センサから所定距離だけ離れて配置され、物品の通過領域を間にして投光、受光を行う複数の光電センサが離散的に物品の移動方向に配列されて成る第２の長さ計測用センサと、
該第２の長さ計測用センサにおける光電センサが遮光された時の前記第１の長さ計測用センサにおける複数の光電センサの遮光数と、前記所定距離とを用いてあらかじめ定められた計算を行って物品の長さ方向のサイズを計算する演算装置とを備えたことを特徴とするサイズ計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載のサイズ計測装置において、
前記第２の長さ計測用センサにおけるｉ番目の光電センサが遮光された時、前記演算装置は、前記第１の長さ計測用センサにおける複数の光電センサのすべてが遮光されていない時に、前記第２の長さ計測用センサにおける１番目の光電センサから前記ｉ番目の光電センサまでの距離と、前記第１の長さ計測用センサにおける複数の光電センサの遮光数と、前記所定距離とを用いてあらかじめ定められた計算を行って物品の長さ方向のサイズを計測することを特徴とするサイズ計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載のサイズ計測装置において、
前記第２の長さ計測用センサにおける複数の光電センサの間隔は等間隔であり、しかも前記第１の長さ計測用センサにおける最も上流側の光電センサと最も下流側の光電センサの間隔より小さくされていることを特徴とするサイズ計測装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のサイズ計測装置において、
更に、物品の通過領域を間にして投光、受光を行う複数の光電センサが等ピッチで物品の高さ方向に配列されて成る高さ計測用センサと、
物品の通過領域を間にして投光、受光を行う複数の光電センサが等ピッチで物品の幅方向に配列されて成る幅計測用センサとを備え、
前記演算装置は、前記高さ計測用センサにおける複数の光電センサの遮光数と、前記幅計測用センサにおける複数の光電センサの遮光数とを用いることにより、前記物品の長さ方向のサイズに加えて、物品の容積サイズを計測することを特徴とするサイズ計測装置。
【請求項５】
請求項４に記載のサイズ計測装置において、前記高さ計測用センサと前記幅計測用センサは、前記第１の長さ計測用センサと前記第２の長さ計測用センサとの間に配置されることを特徴とするサイズ計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンベヤのような搬送手段上を移動する物品のサイズを計測するのに適したサイズ計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物品、例えば箱形状の荷物を出荷するシステムでは、出荷する荷物の容量（才数）の計測が必要な場合がある。計測した荷物容量は、トラック等に積載する際の荷物の配分管理やトラック等で搬送した荷物容量の実績管理で使用される。
【０００３】
才数計測装置の例として、物品の高さ及び幅を、遮光された光電管の数に基づいて測定すると共に、ベルトコンベヤの駆動ローラの回転数に基づいて物品の長さを測定し、測定された高さ及び幅、長さから物品の才数を計算する才数計量装置が提案されており、これを図４を参照して説明する。
【０００４】
図４において、物品４０はベルトコンベヤ４１により搬送される。ベルトコンベヤ４１には、物品４０の高さ方向のサイズを測定するために物品４０の通過部分を間にして定ピッチで高さ方向に並ぶように対向配置された複数の投光素子と複数の受光素子とから成るワイドセンサ４２と、幅方向のサイズを測定するために物品４０の通過部分を間にして定ピッチで幅方向に並ぶように対向配置された複数の投光素子と複数の受光素子とから成るワイドセンサ４３とが設置されている。一方、物品４０の長さ方向のサイズを測定するために、ベルトコンベヤ４１を駆動する駆動ローラ４３の回転数を測定する回転数測定器４４が設けられている。
【０００５】
ワイドセンサ４２、４３は、それぞれ物品４０が通過する際に遮光された受光素子の数をカウントすることで高さ、幅のサイズを測定する。また、物品４０の長さは、ワイドセンサ４２あるいは４３における受光素子の遮光数が０より大きくなり再度０になるまでのベルトコンベヤ４１の移動量を、駆動ローラ４３の回転数を計測することにより求められる。そして、物品４０の才数を幅計測値×高さ計測値×長さ計測値×係数で計算することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５９−１７４７２２号公報（第２頁〜第４頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の装置では、長さの計測のために駆動ローラ４３の回転数を使用するので、ワイドセンサ４２あるいは４３を通過する際に物品４０がベルトコンベヤ４１上でスリップした場合、正確な長さを計測することができない。
【０００８】
また、駆動ローラ４３にロータリーエンコーダを含む回転数測定器４４を取り付けなければならず、既存のベルトコンベヤに取り付ける場合にはコンベヤ自体の改造が必要となりコストが高くなる。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、物品のサイズを簡単な構成で精度良く計測することのできるサイズ計測装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、搬送媒体上を移動する物品の少なくとも長さ方向のサイズを計測するためのサイズ計測装置であり、物品の通過領域を間にして投光、受光を行う複数の光電センサが等ピッチで物品の移動方向に配列されて成る第１の長さ計測用センサと、該第１の長さ計測用センサの下流側であって最も下流側の前記光電センサから所定距離だけ離れて配置され、物品の通過領域を間にして投光、受光を行う複数の光電センサが離散的に物品の移動方向に配列されて成る第２の長さ計測用センサと、該第２の長さ計測用センサにおける光電センサが遮光された時の前記第１の長さ計測用センサにおける複数の光電センサの遮光数と、前記所定距離とを用いてあらかじめ定められた計算を行って物品の長さ方向のサイズを計算する演算装置とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本サイズ計測装置においては、前記第２の長さ計測用センサにおけるｉ番目の光電センサが遮光された時、前記演算装置は、前記第１の長さ計測用センサにおける複数の光電センサのすべてが遮光されていない時に、前記第２の長さ計測用センサにおける１番目の光電センサから前記ｉ番目の光電センサまでの距離と、前記第１の長さ計測用センサにおける複数の光電センサの遮光数と、前記所定距離とを用いてあらかじめ定められた計算を行って物品の長さ方向のサイズを計測する。
【００１２】
本サイズ計測装置においては、前記第２の長さ計測用センサにおける複数の光電センサの間隔は等間隔であり、しかも前記第１の長さ計測用センサにおける最も上流側の光電センサと最も下流側の光電センサの間隔より小さくされていることが好ましい。
【００１３】
本サイズ計測装置の好ましい形態においては、更に、物品の通過領域を間にして投光、受光を行う複数の光電センサが等ピッチで物品の高さ方向に配列されて成る高さ計測用センサと、物品の通過領域を間にして投光、受光を行う複数の光電センサが等ピッチで物品の幅方向に配列されて成る幅計測用センサとを備えることにより、前記演算装置は、前記高さ計測用センサにおける複数の光電センサの遮光数と、前記幅計測用センサにおける複数の光電センサの遮光数とを用いることにより、前記物品の長さ方向のサイズに加えて、物品の容積サイズを計測することができる。
【００１４】
なお、前記高さ計測用センサと前記幅計測用センサは、前記第１の長さ計測用センサと前記第２の長さ計測用センサとの間に配置されることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜図３を参照して、本発明によるサイズ計測装置の好ましい実施の形態である才数計測装置について説明する。
【００１６】
図１に示されるように、物品、ここでは箱状の物品１０が搬送手段、例えばベルトコンベヤ２０で搬送される。ベルトコンベヤ２０における物品１０の通過部分を挟むようにして高さ計測用のワイドセンサＷ１及び幅計測用のワイドセンサＷ２が設置されている。これらのワイドセンサＷ１、Ｗ２より手前、つまり上流側には、物品１０の通過部分を挟むように長さ計測用のワイドセンサ（第１の長さ計測用センサ）Ｗ３が設置されている。
【００１７】
各ワイドセンサは周知のもので良く、例えば図４で説明したように、物品１０の通過部分を間にして定ピッチで対向配置された複数の投光素子と複数の受光素子とから成る複数の光電センサを用いた場合には、物品１０が通過する際に遮光された受光素子の数からサイズを測定する。つまり、ワイドセンサＷ１について言えば、複数の投光素子と複数の受光素子とが高さ方向に定ピッチで対向配置され、ワイドセンサＷ２について言えば、複数の投光素子と複数の受光素子とが幅方向に定ピッチで対向配置されて成る。一方、ワイドセンサＷ３について言えば、複数の投光素子と複数の受光素子とが長さ方向、つまり物品１０の搬送方向に定ピッチで対向配置されて成る。このようにして、各ワイドセンサＷ１〜Ｗ３は遮光された光電センサの数を出力する。
【００１８】
なお、ワイドセンサＷ１〜Ｗ３のうち、特に幅計測用のワイドセンサＷ２において上向きとなっている投光あるいは受光素子には、ごみや埃が付着するのを防止するためにエアパージが行われる。
【００１９】
上記のような３つのワイドセンサＷ１〜Ｗ３に加えて、本形態では、ワイドセンサＷ１、Ｗ２の先、つまり下流側に、物品１０の通過部分を間にして複数（ここでは５個）の光電センサＳ１〜Ｓ５から成る長さ計測用センサ（第２の長さ計測用センサ）を設置している。光電センサＳ１〜Ｓ５は物品の搬送方向に間隔をおいて配列されている。これらの光電センサＳ１〜Ｓ５も物品１０の長さ方向のサイズを計測するためのものであり、以下では長さ計測用のワイドセンサＷ３における光電センサと区別するために長さ計測用光電センサと呼ぶ。長さ計測用光電センサＳ１〜Ｓ５の間隔は、ワイドセンサＷ３における光電センサの間隔よりも大きい。そして、これらの間隔は等間隔が好ましいが、各間隔は既知であるので異なっていても良い。各長さ計測用光電センサＳ１〜Ｓ５は投光素子と受光素子とから成り、ここでは光電センサの投光方向が交互に反対向きになるように配置されている。これは、投光方向が同じ向きの場合には、ある受光素子に隣の投光素子からの光が入射して誤動作の原因となる可能性があることを考慮してのものであり、この可能性が無い場合には同じ向きであっても良いことは言うまでも無い。
【００２０】
上記の３つのワイドセンサＷ１〜Ｗ３と、５個の長さ計測用光電センサＳ１〜Ｓ５から成る長さ計測用センサが本形態における才数計測部を構成する。
【００２１】
本形態では、更にベルトコンベヤ２０の手前、つまり上流側に、スキューコンベヤ３０を設置している。スキューコンベヤ３０は、物品１０が才数計測部に斜めに入らないようにするためのものであり、物品１０をベルトコンベヤ２０の片側に押し付けるように規制する。これは、物品１０が才数計測部に斜めに入ると、光電センサの遮光数が異なって誤差要因となるからである。このことから、スキューコンベヤ３０は必須ではないが、才数を正確に計測するために設置したほうが好ましい。
【００２２】
各ワイドセンサＷ１〜Ｗ３を構成するために配置された光電センサの数は幅計測用をＮＷ  、高さ計測用をＮＨ  、長さ計測用をＮＬ  とする。各ワイドセンサの光電センサの配置ピッチをＰｍｍとすると、ワイドセンサＷ３の搬送方向の長さＬ０  、つまり最も上流側の光電センサから最も下流側の光電センサまでの距離Ｌ０  ＝（ＮＬ  −１）×Ｐとなる。一方、長さ計測用光電センサＳ１〜Ｓ５の間隔Ｌ２  はＬ２  ＜Ｌ０  でなければならない。
【００２３】
また、本計測装置で計測できる物品１０の最小長さはＬ１  ｍｍとなる。このＬ１  は、ワイドセンサＷ１の最も下流側の光電センサから一番目の光電センサＳ１までの距離である。一方、計測できる最大長さＬｍａｘ  は長さ計測用光電センサが５個の場合、Ｌ２  ×（５−１）＋Ｌ１  ＋Ｌ０  であるが、更に長いものを計測する場合は長さ計測用光電センサの数を増やせば良い。
【００２４】
図３を参照して、ワイドセンサＷ１〜Ｗ３の出力はワイドセンサコントローラ２に入力され、ワイドセンサコントローラ２はワイドセンサＷ１〜Ｗ３における光電センサの遮光数を才数演算装置１に出力する。一方、長さ計測用光電センサＳ１〜Ｓ５のオン、オフ出力は才数演算装置１に直接入力される。才数演算装置１では、これらの入力を用い、以下のようにして物品１０の才数を計算する。
【００２５】
なお、物品１０の高さ方向のサイズは、ワイドセンサＷ１における光電センサの遮光数により、物品１０の幅方向のサイズは、ワイドセンサＷ２における光電センサの遮光数により計算されることは従来と同様である。
【００２６】
才数演算装置１での才数計測処理
１．才数を計測すべき物品１０がベルトコンベヤ２０上を移動し、ワイドセンサＷ１〜Ｗ３を通過して長さ計測用光電センサＳ１が遮光された時に、長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎをチェックする。
【００２７】
１−１．長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎ＜ＮＬ  の時
長さ計算：
計算値（ｍｍ）＝Ｌ１  ＋｛Ｎ−（１／２）｝×Ｐ
これは、物品１０の後端が、下流側からＮ番目の光電センサと（Ｎ＋１）番目の光電センサとの中間部にあるものと見なしている。
【００２８】
幅計測用ワイドセンサＷ２及び高さ計測用ワイドセンサＷ１の計測結果から幅方向、高さ方向のサイズ計算：
計算値（ｍｍ）＝｛遮光数−（１／２）｝×Ｐ
才数計算：
１才＝（１／３．３３  ）ｍ３  
才数（ｍ３  ）＝（長さ計算値ｍｍ×幅計算値ｍｍ×高さ計算値ｍｍ／１０００３  ×３．３３  ）
これで才数計測終了とする。
【００２９】
１−２．長さ計測用ワイドセンサＷ３が全て遮光されている場合
物品がＬ１  ＋（ＮＬ  −１）×Ｐｍｍより長いので、２番目の長さ計測用光電センサＳ２が遮光された時点で再度計測する。
【００３０】
２．長さ計測用光電センサＳ２が遮光された時の、長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎをチェックする。
【００３１】
２−１．長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎ＜ＮＬ  の時
長さ計算：
計算値（ｍｍ）＝Ｌ２  ＋Ｌ１  ＋｛Ｎ−（１／２）｝×Ｐ
幅計測用ワイドセンサＷ２及び高さ計測用ワイドセンサＷ１の計測結果から幅方向、高さ方向のサイズ計算：
計算値（ｍｍ）＝｛遮光数−（１／２）｝×Ｐ
才数（ｍ３  ）＝（長さ計算値ｍｍ×幅計算値ｍｍ×高さ計算値ｍｍ／１０００３  ×３．３３  ）
これで才数計測終了とする。
【００３２】
２−２．長さ計測用ワイドセンサＷ３が全て遮光されている場合
物品がＬ２  ＋Ｌ１  ＋（ＮＬ  −１）×Ｐｍｍより長いので、３番目の長さ計測用光電センサＳ３が遮光され時点で再度計測する。
【００３３】
３．長さ計測用光電センサＳ３が遮光された時の、長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎをチェックする。
【００３４】
３−１．長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎ＜ＮＬ  の時
長さ計算：
計算値ｍｍ＝Ｌ２  ×２＋Ｌ１  ＋｛Ｎ−（１／２）｝×Ｐ
幅計測用ワイドセンサＷ２及び高さ計測用ワイドセンサＷ１の計測結果から幅方向、高さ方向のサイズ計算：
計算値（ｍｍ）＝｛遮光数−（１／２）｝×Ｐ
才数（ｍ３  ）＝（長さ計算値ｍｍ×幅計算値ｍｍ×高さ計算値ｍｍ／１０００３  ×３．３３  ）
これで才数計測終了とする。
【００３５】
３−２．長さ計測用ワイドセンサＷ３が全て遮光されている場合
物品がＬ２  ×２＋Ｌ１  ＋（ＮＬ  −１）×Ｐｍｍより長いので、４番目の長さ計測用光電センサＳ４が遮光された時点で再度計測する。
【００３６】
４．長さ計測用光電センサＳ４が遮光された時の、長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎをチェックする。
【００３７】
４−１．長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎ＜ＮＬ  の時
長さ計算：
計算値（ｍｍ）＝Ｌ２  ×３＋Ｌ１  ＋｛Ｎ−（１／２）｝×Ｐ
幅計測用ワイドセンサＷ２及び高さ計測用ワイドセンサＷ１の計測結果から幅方向、高さ方向のサイズ計算：
計算値（ｍｍ）＝｛遮光数−（１／２）｝×Ｐ
才数（ｍ３  ）＝（長さ計算値ｍｍ×幅計算値ｍｍ×高さ計算値ｍｍ／１０００３  ×３．３３  ）
これで才数計測終了とする。
【００３８】
４−２．長さ計測用ワイドセンサＷ３が全て遮光されている場合
物品がＬ２  ×３＋Ｌ１  ＋（ＮＬ  −１）×Ｐｍｍより長いので、５番目の長さ計測用光電センサＳ５が遮光された時点で再度計測する。
【００３９】
５．長さ計測用光電センサＳ５が遮光された時の、長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎをチェックする。
【００４０】
５−１．長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎ＜ＮＬ  の時
長さ計算：
計算値（ｍｍ）＝Ｌ２  ×４＋Ｌ１  ＋｛Ｎ−（１／２）｝×Ｐ
幅計測用ワイドセンサＷ２及び高さ計測用ワイドセンサＷ１の計測結果から幅方向、高さ方向のサイズ計算：
計算値（ｍｍ）＝｛遮光数−（１／２）｝×Ｐ
才数（ｍ３  ）＝（長さ計算値ｍｍ×幅計算値ｍｍ×高さ計算値ｍｍ／１０００３  ×３．３３  ）
これで才数計測終了とする。
【００４１】
５−２．長さ計測用ワイドセンサＷ３が全て遮光されている場合
物品がＬ２  ×４＋Ｌ１  ＋（ＮＬ  −１）×Ｐｍｍより長いので、計測不能とする。
【００４２】
なお、本例では長さ計測用光電センサの数を５としたが、長さ計測用光電センサ数がＭ（Ｍは自然数）の場合は、以下のように計算する。
【００４３】
Ｍ．長さ計測用光電センサＳＭが遮光された時の、長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎをチェックする。
【００４４】
Ｍ−１．長さ計測用ワイドセンサＷ３の遮光数Ｎ＜ＮＬ  の時
長さ計算：
計算値（ｍｍ）＝Ｌ２  ×（Ｍ−１）＋Ｌ１  ＋｛Ｎ−（１／２）｝×Ｐ
幅計測用ワイドセンサＷ２及び高さ計測用ワイドセンサＷ１の計測結果から幅方向、高さ方向のサイズ計算：
計算値（ｍｍ）＝｛遮光数−（１／２）｝×Ｐ
才数（ｍ３  ）＝（長さ計算値ｍｍ×幅計算値ｍｍ×高さ計算値ｍｍ／１０００３  ×３．３３  ）
これで才数計測終了とする。
【００４５】
Ｍ−２．長さ計測用ワイドセンサＷ３が全て遮光されている場合
物品がＬ２  ×（Ｍ−１）＋Ｌ１  ＋（ＮＬ  −１）×Ｐｍｍより長いので、計測不能とする。
【００４６】
言い換えれば、ｉ番目の長さ計測用光電センサＳｉが遮光され、しかも長さ計測用ワイドセンサＷ３における複数の光電センサのすべてが遮光されていない時に、１番目の長さ計測用光電センサからｉ番目の長さ計測用光電センサまでの距離と、長さ計測用ワイドセンサＷ３における複数の光電センサの遮光数と、距離Ｌ１とを用いて上記の計算を行って物品の長さ方向のサイズを計測することができる。
【００４７】
更に、各ワイドセンサでの長さ計算として｛遮光数−（１／２）｝×Ｐとしているが、計算を簡略化するために、（遮光数−１）×Ｐ、または遮光数×Ｐを採用しても良い。
【００４８】
なお、本発明による計測装置は、物品の長さ、幅、高さを計測して容積を計算する才数計測のみならず、単なる長さの計測を行うサイズ計測装置として使用しても良い。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によるサイズ計測装置によれば、以下のような効果が得られる。
【００５０】
長さ計測においてコンベヤの回転数を使用しないので、計測対象物品がコンベヤ上を滑りながら移動しても正確に長さ方向のサイズを計測できる。
【００５１】
コンベヤに回転数計測用のエンコーダを取り付ける必要が無いので、既存のコンベヤへの取り付けが容易である。また、ロータリーエンコーダやパルスカウンタが不要であるためコストも低減できる。
【００５２】
扱う物品の長さに応じて容易に長さ方向の計測を拡張できる。
【００５３】
ワイドセンサは使用している光電センサ数が多くなると高価になるが、本計測装置は長さ方向計測のために搬送方向に長いワイドセンサを使用する必要が無く、安価な光電センサを離散的に配置することにより低コストで長尺物品の長さ計測が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるサイズ計測装置を才数計測装置に適用した場合の各種センサの配置を示した図である。
【図２】図１に示した装置の平面図である。
【図３】図１に示した才数計測装置の構成を示したブロック図である。
【図４】従来の才数計測装置の各種センサの配置例を示した図である。
【符号の説明】
１０    物品
２０    ベルトコンベヤ
３０    スキューコンベヤ
Ｗ１    高さ計測用ワイドセンサ
Ｗ２    幅計測用ワイドセンサ
Ｗ３    長さ計測用ワイドセンサ
Ｓ１〜Ｓ５    長さ計測用光電センサ
【図１】
2004163342.tif 000003
【図２】
2004163342.tif 000004
【図３】
2004163342.tif 000005
【図４】
2004163342.tif 000006