(57)【要約】【課題】  本発明は、設定重量や計量物品の嵩が大きい場合に、ホッパ一台当りの許容容量を増やし、複数回計量やそれに伴う誤差補正を不要とする組合せ計量装置を提供する。【解決手段】  落下供給される物品を保持して、該保持した物品を落下排出する複数のホッパと、前記ホッパに保持される物品を計量するための重量センサと、前記重量センサによる計量値に基づき、設定重量となる物品を組合せ選択する選択手段と、を備え、前記組合せ選択した物品を前記ホッパから落下排出して集合することで定量計量を行う組合せ計量装置であって、前記ホッパを上下方向に直列配置してなるホッパ群を複数備え、前記各ホッパ群は、保持する物品が一つの重量センサで計量されるように相互連結されており、最下部に配置されるホッパ以外のホッパの落下排出口を常時開放することにより上下一体の大容量ホッパを形成することを特徴とする。【選択図】図１
2009162724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
落下供給される物品を保持して、該保持した物品を落下排出する複数のホッパと、
前記ホッパに保持される物品を計量するための重量センサと、
前記重量センサによる計量値に基づき、設定重量となる物品を組合せ選択する選択手段と、を備え、
前記組合せ選択した物品を前記ホッパから落下排出して集合することで定量計量を行う組合せ計量装置であって、
前記ホッパを上下方向に直列配置してなるホッパ群を複数備え、
前記各ホッパ群は、保持する物品が一つの重量センサで計量されるように相互連結されており、最下部に配置されるホッパ以外のホッパの落下排出口を常時開放することにより上下一体の大容量ホッパを形成することを特徴とする組合せ計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数物品を設定重量となるように組み合わせる組合せ計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、個々の重量にバラツキがある複数物品を複数の計量ホッパに分散供給して計量し、合計重量が設定重量となる物品を組合せ選択する組合せ計量装置において、計量ホッパの許容容積が小さい等の事情で、計量一回当りの上限重量が設定重量を下回る場合がある。かかる場合には、設定重量の物品を複数回に分割して計量して、各回の計量物品を合わせることが一般的に行われている。例えば、設定重量１ｋｇで、計量一回当りの上限重量が７００ｇ程度の場合には、計量一回当りの分割目標値を５００ｇとして二回計量する。
【０００３】
しかしながら、各回の計量において誤差の発生は避けられないところ、合計重量値に各回の誤差が累積されて、計量精度を悪化させることがある。そこで、複数回に分割して計量する場合に、分割目標値と初回計量値との計量誤差分を、次回の分割目標値に加減算して、各回の計量誤差分を順次補正することで、誤差の累積を防止する組合せ計量装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開昭５８−４１３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記組合せ計量装置は、誤差の累積による精度低下を防止できるが、複数回に分割して計量するために時間がかかり、また、各計量回における補正で制御が複雑になる問題がある。本発明は、設定重量や計量物品の嵩が大きい場合に、ホッパ一台当りの許容容量を増やして、複数回計量やそれに伴う誤差補正を不要とする組合せ計量装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、落下供給される物品を保持して、該保持した物品を落下排出する複数のホッパと、前記ホッパに保持される物品を計量するための重量センサと、前記重量センサによる計量値に基づき、設定重量となる物品を組合せ選択する選択手段と、を備え、前記組合せ選択した物品を前記ホッパから落下排出して集合することで定量計量を行う組合せ計量装置であって、
前記ホッパを上下方向に直列配置してなるホッパ群を複数備え、前記各ホッパ群は、保持する物品が一つの重量センサで計量されるように相互連結されており、最下部に配置されるホッパ以外のホッパの落下排出口を常時開放することにより上下一体の大容量ホッパを形成することを特徴とする組合せ計量装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１記載の組合せ計量装置によれば、以下の優れた効果を奏する。各ホッパ群において最下部に配置されるホッパ以外のホッパの落下排出口を常時開放することにより、一つの重量センサに負荷される上下一体の大容量ホッパが形成されるので、ホッパの許容容量に対して嵩が大きく、通常は複数回に分割して組合せ計量せざるを得ない場合でも、一回計量又は少ない計量回数で対応可能となり、これにより計量処理時間が短縮され、また誤差累積がないため複雑な誤差補正制御が不要となる。
【０００７】
また、同一ホッパ群に属する各ホッパの落下排出口を物品排出時以外は閉じて、相互独立に物品を保持する場合でも、最上部のホッパに対する物品供給前後や最下部のホッパからの物品排出前後における重量センサの計量値差をもとに、一つの重量センサで各ホッパに保持した物品の個別重量を把握することが可能である。したがって、高価な重量センサの数を増設せずに、物品の組合せ数を多数確保して計量精度向上を図ることができるほか、装置の設置スペース及び重量センサの調整に要する工数を抑制されるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る組合せ計量装置の構成を示す機能ブロック図、図２は、組合せ計量装置に搭載される上下二段のホッパ及びそれらの重量が負荷される重量センサを示す斜視図、図３は上下二段ホッパの作動を説明する側面断面図である。
【０００９】
（組合せ計量装置１）
図１に示される組合せ計量装置１は、不図示のフィーダから供給される物品を保持して、該保持した物品を排出する複数のホッパ群２と、各ホッパ群２に保持される物品を計量するための複数の重量センサ３と、重量センサ３による計量値に基づき、設定重量ＷＳとなる物品の組合せを選択する選択手段としての組合せ選択部４２と、を備えてなり、組合せ選択した物品をホッパ群２から排出して、集合シュート５で集合させることにより定量計量を行う。なお、各ホッパに供給される物品は、単一物に限らず、スナック菓子等のバラ状物品の固まり（物品群）が含まれる。
【００１０】
（ホッパ群２）
複数のホッパ群２は、図１及び図２に示されるように、それぞれホッパ２１，２２が上下方向に直列二段配置されることにより形成され、装置本体側に固定される複数の重量センサ３に重量支持された状態で、集合シュート５の上方に並列配置される。ホッパ２１，２２は、上部開口２１ａ，２２ａ及び下部開口２１ｂ，２２ｂを有する筒形のホッパ本体２１１，２２１と、下部開口２１ｂ，２２ｂを閉鎖及び開放可能なゲート２１２，２２２と、を備えてなり、下側のホッパ２２は、後述するように、上側のホッパ２１を内部に挿入可能とするため、上側のホッパ２１よりもやや幅広に設定されている。
【００１１】
各ホッパ群２において、ホッパ２１，２２は、ホッパ本体２１１の下部がホッパ本体２２１の上部開口２２ａに挿入されており、ホッパ本体２１１と２２１が、上下方向に一部重なる状態でコ字形状の連結具２３によって相互に連結される。各ゲート２１２，２２２は、ホッパ本体２１１，２２１に対して回動自在に支持されており、不図示のアクチュエータによって、図２に矢印で示されるように回動駆動させられ、下部開口２１ｂ，２２ｂを閉鎖することで上部開口２１ａ，２２ａから落下供給される物品をホッパ内に保持させることができる一方、下部開口２１ｂ，２２ｂを開放することでホッパ内に保持した物品を落下排出させることができる。
【００１２】
これにより、各ホッパ群２において、図３（ａ）に示されるように、上下のホッパ２１，２２で個別に物品を保持することができる。また、上側のゲート２１２を常時開放し、下側のゲート２２２のみを回動開閉することにより、図３（ｂ）に示されるように、上下のホッパ２１，２２を一体化した大容量ホッパを形成することができる。ここで、上側のホッパ２１は、下側のホッパ２２内に挿入されており、両ホッパの継目から物品がこぼれる心配はない。
【００１３】
（重量センサ３）
重量センサ３は、各ホッパ群２に一つずつ設けられるロードセルであって、各ホッパを連結する連結具２３に対して取り付けられ、自ら重量支持する一つのホッパ群２に保持される物品の合計重量を計量するように設定される。各重量センサ３の計量信号は、組合せ選択部（選択手段）４２が設けられる制御部４に出力される。上下のホッパ２１，２２を一体化した大容量ホッパとして使用する場合は、重量センサ３による計量値がそのまま組合せ選択に使用される。各ホッパ２１，２２で物品をそれぞれ個別に保持して計量する場合には、まず下側のホッパ２２のみに物品を保持した状態でその物品重量を計量し、さらに上側のホッパ２１への物品供給後に両ホッパの物品合計重量を計量して、これからホッパ２２の物品重量を差引する演算を制御部４で行い、算出された計量値差をホッパ２１の物品重量として採用する。
【００１４】
（制御部４）
制御部４は、重量記憶部４１、組合せ選択部４２、排出指示部４３、供給指示部４４を備えてなる。重量記憶部４１は、各重量センサ３からの計量信号に基づく物品重量を記憶するほか、各ホッパ２１，２２が個別に物品を保持する場合は、各ホッパに保持される物品の個別重量を算出して記憶する。個別重量は、上述したように物品供給前後の計量値差として算出される。
【００１５】
組合せ選択部４２は、重量記憶部４１に記憶される各ホッパ群又は各ホッパの物品重量に基づき、所定ホッパ群数又は所定ホッパ数で同時排出可能な物品の組合せ重量をすべて算出する演算部４２ａと、外部入力によって設定重量ＷＳ及び物品をホッパ２１，２２に個別保持させるか、一体化されたホッパ群２に保持させるかを設定するための条件設定部４２ｂと、演算部４２ａで算出された組合せ重量に基づき、設定重量ＷＳに最も近い重量となる物品の組合せを選択する判定部４２ｃを備える。判定部４２ｃは、選択した物品の組合せを排出指示部４３に信号出力する。なお、組合せ対象は、下側のホッパ２２に保持される物品に限ることとしても良いが、真下のホッパ２２に保持される物品と同時選択される場合には、その上側のホッパ２１に保持される物品を含めることとしても良い。
【００１６】
排出指示部４３は、ホッパ群２又はホッパ２１，２２に保持される物品を落下排出させるためのゲート作動信号を、該当するゲートのアクチュエータに対して出力する。具体的には、判定部４２ｃからの出力信号に基づき、組合せ選択された物品を集合シュート５へ落下排出させるほか、物品を落下排出した下側のホッパ２２のゲート２２２が閉鎖した後に、その上側のホッパ２１から物品を排出させる。なお、上下二段配置されるホッパ２１，２２に個別に保持される物品が同時選択された場合は、それらのゲート２１２，２２２を同時に開放させる作動信号を出力する。
【００１７】
供給指示部４４は、物品を落下排出したホッパ群２又はホッパ２１に新たな物品を落下供給させるためのフィーダ作動信号を出力する。フィーダ作動信号は、排出指示部４３からゲート作動信号の出力に応じて生成される。ゲート作動信号及びフィーダ作動信号は、上記のように、物品の供給・排出処理に利用されるほか、重量記憶部４１による個別重量の演算に際し、何れのホッパに物品が保持されているか、何れのホッパへ物品が供給されたか、あるいは何れのホッパから物品が排出されたかを特定するために利用される。
【００１８】
（集合シュート５）
集合シュート５は、設定重量ＷＳとなるように組み合わされて落下排出された物品を受け入れ、その排出口５ａから下方に設けられる包装装置等にまとめて排出する。排出口５ａには、包装装置等の作動に同調して開閉する不図示のシャッターが設けられている。
【００１９】
（組合せ計量装置１の作動）
以下に、組合せ計量装置１の作動について説明する。まず、図３（ａ）に示されるように、物品を上下ホッパ２１，２２でそれぞれ個別に保持して組合せ計量を行う場合、すなわち、ホッパの個別使用による組合せ計量一回当りの上限重量が設定重量ＷＳを下回る場合に対応する作動について説明する。オペレーターによる外部入力によって、条件設定部４２ｂに設定重量ＷＳ及びホッパの個別使用について設定した後で運転が開始される。まず上側のゲート２１２を閉鎖した状態で、フィーダからホッパ２１内に物品を供給させて重量センサ３で重量計量する。
【００２０】
下側のホッパ２２の物品が排出されている場合には、さらに上側のゲート２１２を開放させて物品を落下排出し、再びゲート２１２を閉鎖した後に、フィーダからホッパ２１内に物品を供給させて、重量センサ３で再び重量計量する。そして、すべてのホッパ２１，２２に物品を保持させるとともに、重量センサ３からの計量信号に基づき、各ホッパ２１，２２に保持される個別物品の重量を重量記憶部４１に格納する。組合せ選択部４２の演算部４２ａは、重量記憶部４１に格納された物品重量に基づき、所定ホッパ数でのすべての組合せについて組合せ重量を算出する。
【００２１】
判定部４２ｃは、これらの組合せ重量の中で設定重量ＷＳに最も近い重量となる物品の組合せを判定して、その組合せの結果を排出指示部４３に組合せ選択信号として出力する。排出指示部４３は、判定部４２ｃからの組合せ選択信号に基づき、組合せ選択された物品を保持するホッパ２１，２２のアクチュエータに対して、それらのゲートを開放させるためのゲート作動信号を出力する。これにより、該当するホッパに保持されている物品が排出され、集合シュート５で集合させられることにより一回分の組合せ計量が終了する。物品が排出されたホッパには、その上方にあるホッパやフィーダから新たな物品が供給され、物品重量の計量、組合せ選択、組合せ物品の排出が繰り返し行われる。
【００２２】
次に、図３（ｂ）に示されるように、各ホッパ群２を構成するホッパ２１，２２を一体化してなる大容量ホッパで物品を保持して組合せ計量を行う場合、すなわち、設定重量ＷＳが、各ホッパ２１，２２の個別使用による組合せ計量一回当りの上限重量を上回る等の事情がある場合に対応する作動について説明する。オペレーターによる外部入力で、条件設定部４２ｂに設定重量ＷＳ及び上下ホッパの一体化使用について設定すると、ゲート２１２が開放作動することにより、上側のホッパ２１の落下排出口となる下部開口２１ｂが常時開放してなる大容量ホッパが形成される。
【００２３】
ここで装置運転を開始すると、下側のゲート２２２を閉鎖した状態で、フィーダから上下一体化された大容量ホッパ内に物品を供給させて、重量センサ３による重量計量が行われる。そして、すべての大容量ホッパに物品を保持させるとともに、重量センサ３からの計量信号に基づき、各大容量ホッパに保持される個別物品の重量を重量記憶部４１に格納する。組合せ選択部４２の演算部４２ａは、重量記憶部４１に格納された物品重量に基づき、所定ホッパ群数でのすべての組合せについて組合せ重量を算出する。
【００２４】
判定部４２ｃは、これらの組合せ重量の中で設定重量ＷＳに最も近い重量となる物品の組合せを判定し、その組合せの結果を排出指示部４３に組合せ選択信号として出力する。排出指示部４３は、判定部４２ｃからの選択信号に基づき、組合せ選択された物品を保持する大容量ホッパのゲート２２２のアクチュエータに対して、それらのゲート２２２を開放させるためのゲート作動信号を出力する。これにより、該当する大容量ホッパに保持されている物品が排出され、集合シュート５で集合させられることにより一回分の組合せ計量が終了する。物品を排出したホッパには、供給指示部４４からのフィーダ作動信号に基づき、上方のフィーダから新たな物品が供給され、以下、物品重量の計量、組合せ選択、組合せ物品の排出が繰り返し行われる。
【００２５】
（組合せ計量装置１の特徴）
上記の組合せ計量装置１は、以下の特徴点を有している。第一に、複数のホッパ２１，２２を上下方向に直列多段配置してなるホッパ群２を複数備えており、各ホッパ群２を構成する複数のホッパ２１，２２は連結具２３で相互に連結されており、各ホッパ群２に保持される物品が一つの重量センサ３で計量される、という特徴を有している。なお、複数のホッパ２１，２２に対して重量センサ３は一つしか備えられていないが、上述したように、上側のホッパ２１に対するフィーダからの物品供給前後の計量値差をもとに、各ホッパ２１，２２に保持される物品の個別重量値を把握することが可能である。
【００２６】
その結果として、高価な重量センサの数を増加させることなく、物品の組合せ数を多数確保して計量精度向上を図ることができ、装置の大型化による設置スペース拡大や、重量センサ増設による調整工数の増加を抑制することができる。また、各ホッパ群２に属する複数のホッパ２１，２２は上下方向に直列多段配置されているため、装置の実質的な設置床面積は小さく済む。
【００２７】
第二に、各ホッパ群２は、複数のホッパ２１，２２のうち、上側のホッパ２１の落下排出口となる下部開口２２ｂを常時開放することにより、一つの重量センサによって重量支持される上下一体の大容量ホッパを形成するという特徴を有する。これにより、各個別ホッパの許容容量に対して嵩が大きく、通常は複数回に分割して組合せ計量せざるを得ない物品であっても、一回計量又は少ない計量回数で対応することができる。その結果として、計量処理時間を短縮することができるほか、また、多数回に分割して組合せ計量することによって生じる計量誤差の累積が無いため、複雑な誤差補正制御を不要とすることができる。
【００２８】
（上記実施形態の変形例）
上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、ホッパ群２を上下二段のホッパ２１，２２で形成することとしたが、これに限らず、三段以上のホッパで形成することとしても良い。三段以上であっても、最上部のホッパに対する物品供給前後の計量値差、及び最下部のホッパからの物品排出前後の計量値差を加減算することによって、すべてのホッパの物品の個別重量値を把握可能であり、また、一つのホッパ群に係る複数のホッパを一体化する場合でも、最下部に配置されるホッパ以外のすべてのホッパの落下排出口を常時開放することで対応できる。
【００２９】
上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、一つの重量センサ３でその負荷重量を支持されるホッパ群２は、個別形成したホッパ２１，２２を上下方向に直列配置し、それらのホッパ本体２１１，２２１を連結具３で連結することにより形成したが、これに限らず、ホッパ本体を例えば一つの細長い筒形にする等、予め一体的に連結されたものを形成し、それに対して、複数の開閉ゲートを上下方向に間隔をおいて設けても良い。
【００３０】
上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、複数のホッパ２１，２２は、筒形のホッパ本体２１１，２２１と、その下部開口を開閉させるゲート２１２，２２２により形成したが、上下ホッパの隙間から物品が洩れ出ないように構成できるのであれば、例えばくちばし形状のゲートを採用する等して、上記実施形態のホッパ本体に相当する部材を無くすようにしても良い。さらに、一つのホッパ群を形成する複数のホッパは、形状・寸法だけでなく、構造自体を相互に異ならせるようにしても良い。
【００３１】
その他、本発明に係る組合せ計量装置は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係る組合せ計量装置の機能ブロック図。
【図２】本実施形態に係る計量装置に搭載されるホッパ及び重量センサを示す斜視図。
【図３】本実施形態に係る計量装置に搭載されるホッパの作動を説明する側面断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１          組合せ計量装置
２              ホッパ群
２１，２２        ホッパ
２１１，２２１  ホッパ本体
２１２，２２２  ゲート
２３            連結具
３              重量センサ（ロードセル）
４              制御部
４１            重量記憶部
４２            組合せ選択部（選択手段）
４３            排出指示部
４４            供給指示部
５              集合シュート
【図１】
2009162724.tif 000003
【図２】
2009162724.tif 000004
【図３】
2009162724.tif 000005