JP2012112758A - 組合せ秤 - Google Patents

Abstract

【課題】 組合せ不良の発生頻度を低減するとともに設置面積を小さくできる組合せ秤を提供する。
【解決手段】 第１及び第２方向へ選択的に排出可能な複数の計量ホッパ４と、複数のメモリホッパ５と、集合シュート６と、集合シュート６の外側に配設された回収コンベア１１と、各計量ホッパ４から第１方向へ排出される被計量物を集合シュート６と回収コンベア１１とへ振り分ける複数の可動シュート９と、計量ホッパ４及びメモリホッパ５の中から排出組合せを求め、排出組合せに選択されている計量ホッパ４及びメモリホッパ５に対して被計量物を集合シュート６へ排出させるよう制御し、さらに、被計量物を回収すべき計量ホッパ５を特定し、この計量ホッパ４に対して被計量物を第１方向へ排出させるとともに、同計量ホッパ４から第１方向へ排出された被計量物が回収コンベア１１へ供給されるように可動シュート９を制御する制御装置１０とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、計量した被計量物を包装機等へ投入する組合せ秤に関する。

従来、組合せ秤で計量された被計量物は、例えば包装機に投入されて包装袋や包装容器に詰められるのが一般的である。

このような従来の組合せ秤では、例えば、複数の計量ホッパの下方に、計量ホッパから排出される被計量物を集めて例えば包装機の受入れ口へ投入するための集合シュートが配設されている。そして各計量ホッパでは供給された被計量物の重量が計量され、この計量値に基づいて制御装置が組合せ演算を行い、例えば、被計量物の合計重量が組合せ目標重量に対する許容範囲内になる計量ホッパの組合せを１つ求めて、これを被計量物を排出すべき組合せ（以下、「排出組合せ」という）とし、この排出組合せに選択されている計量ホッパから被計量物を排出する。この排出された被計量物は、集合シュート上を滑落して例えば包装機の受入れ口へ投入される。

このような組合せ秤において、例えば絡みやすい被計量物の場合、被計量物同士が絡んだ状態となり、多量の被計量物が計量ホッパへ供給されることがある。例えば組合せ目標重量に対する許容範囲の上限値を超える多量の被計量物が供給されている計量ホッパは、排出組合せに選択されることはない。

また、所定個数の被計量物が入ったパッケージを生産する場合には、排出組合せとして、被計量物の合計個数が所定個数となる計量ホッパの組合せを求めるようにする。この場合、前述のように計量ホッパへ多量の被計量物が供給され、所定個数を超える被計量物が計量ホッパに供給された場合には、その計量ホッパが排出組合せに選択されることはない。

上記のように被計量物が過剰に供給されている計量ホッパ（以下、「過量の計量ホッパ」という）が次第に多くなると、組合せる数が少なくなり、排出組合せを求めることができなくなる。すなわち、組合せ不良が生じる。そこで、過量の計量ホッパを無くするためには、過量の計量ホッパの被計量物を排出しなければならない。

特許文献１には、直線状に配置された複数の計量ホッパの下方に、これら複数の計量ホッパから排出される被計量物を２方向へ振り分ける振分け装置が配置され、この振分け装置の下方に、排出組合せに選択されている計量ホッパの被計量物を排出するための集合シュートと、例えば被計量物の収容量が多すぎる計量ホッパの被計量物を排出するためのシュート（以下、「過量品排出シュート」という）とが配置された構成が開示されている。この場合、振分け装置によって、計量ホッパから排出される被計量物が集合シュートと過量品排出シュートとに振り分けられる。この振分け装置は、計量ホッパごとに設けられているのではなく、全ての計量ホッパに対して１個設けられているため、過量の計量ホッパから被計量物を排出するときには、排出組合せに選択されている計量ホッパからの排出を一時停止しなければならず、生産能力が低下する。

また、特許文献２には、その第３図に、被計量物を２方向へ排出可能な計量ホッパの下方に、排出組合せに選択されている計量ホッパの被計量物を包装機へ排出するための第１の集合シュートと、例えば被計量物の収容量が多すぎる計量ホッパの被計量物を排出するための第２の集合シュートとが設けられた構成が開示されている。この場合、第２の集合シュートの排出口に受け箱が配置され、第２の集合シュートへ排出された被計量物は受け箱に貯留される。

特開昭５８−１６１８２９号公報 特開平３−１２３２３２号公報

上記特許文献１、２に開示された構成の場合には、被計量物の収容量が多すぎる計量ホッパの被計量物を排出することができるので、組合せ不良の発生頻度を低減することが可能になる。しかしながら、排出組合せに選択されるホッパが計量ホッパのみであるので、組合せ精度を向上するために、組合せの対象となる計量ホッパの個数を増加させようとすると、計量ホッパの配置形状である円の径が大きくなり、組合せ秤の設置面積が大きくなる。

また、複数の品種の被計量物が供給され、各品種ごとに被計量物の個数が定められた複数品種の組合せを行うように構成する場合には、組合せの対象となるホッパの個数をより多く必要とし、組合せ秤の設置面積がより大きくなる。

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、生産能力を低下させることなく、組合せ不良の発生頻度を低減するとともに設置面積を小さくす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。

上記目的を達成するために、本発明の組合せ秤は、供給される被計量物を一時保持した後、第１方向及び第２方向の２つの方向へ選択的に排出可能なように構成されるとともに、保持している被計量物の重量を計量する複数の計量ホッパと、各々の前記計量ホッパの下方に配設され、前記計量ホッパから第２方向へ排出される被計量物を一時保持して排出する複数のメモリホッパと、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの下方に配設され、前記計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物と前記メモリホッパから排出される被計量物とを集合させて下部の排出口から排出させる集合シュートと、前記計量ホッパより下方で、かつ前記集合シュートの外側に配設され、前記計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物を回収する回収手段と、前記集合シュートの上端部に各々の前記計量ホッパに対応して設けられ、前記計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物を前記集合シュートと前記回収手段とへ振り分ける複数の振分手段と、所定の組合せ条件に基づいて、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの中から、保持されている被計量物を前記集合シュート上へ排出させる組合せである排出組合せを求める組合せ手段と、所定の回収条件に基づいて被計量物を回収すべき前記計量ホッパを特定する回収ホッパ特定手段と、前記排出組合せに選択されている前記計量ホッパに対して被計量物を第１方向へ排出させるとともに前記排出組合せに選択されている前記メモリホッパに対して被計量物を排出させるように制御するとともに、前記選択されている計量ホッパから第１方向へ排出された被計量物が前記集合シュートへ供給されるように前記選択されている前記計量ホッパに対応する前記振分手段を制御し、さらに、前記回収ホッパ特定手段により特定された前記計量ホッパに対して被計量物を第１方向へ排出させるように制御するとともに、前記特定された計量ホッパから第１方向へ排出された被計量物が前記回収手段へ供給されるように前記特定された前記計量ホッパに対応する前記振分手段を制御する制御手段とを備えている。

この構成によれば、計量ホッパを２方向へ選択的に被計量物を排出可能な構成とし、各々の計量ホッパに対応して計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物を集合シュートと回収手段とへ振り分ける振分手段を設けているので、生産能力を低下させることなく、排出組合せに選択されることがない計量ホッパ内の被計量物を回収手段へ排出することができ、組合せ不良の発生頻度を低減することができる。また、排出組合せに選択されるホッパとして、計量ホッパ以外にその下方にメモリホッパを設けているため、組合せ秤の設置面積を小さくして計量精度を向上することができる。

また、前記振分手段は、前記集合シュートの上端に回動自在に取り付けられた板状部材と、前記板状部材を回動させる駆動手段とを有するように構成されていてもよい。

また、前記制御手段は、さらに、前記組合せ手段によって前記所定の組合せ条件を満足する排出組合せが求められなかったときに、保持されている被計量物の重量が大きいものを優先して所定個数の前記計量ホッパを選択し、この選択した前記計量ホッパに対応する前記振分手段を、前記計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物が前記回収手段へ供給されるように制御するとともに、前記選択した前記計量ホッパに対して被計量物を第１方向へ排出させるように制御するよう構成されていてもよい。

この構成によれば、所定の組合せ条件を満足する排出組合せが求められなかったときに、所定個数の計量ホッパの被計量物を回収手段へ排出させることにより、被計量物を排出した計量ホッパに新たな被計量物が供給されるので、次に排出組合せを求めることが可能になる。

また、本発明の組合せ秤は、供給される被計量物を一時保持した後、第１方向及び第２方向の２つの方向へ選択的に排出可能なように構成されるとともに、保持している被計量物の重量を計量する複数の計量ホッパと、各々の前記計量ホッパの下方に配設され、前記計量ホッパから第２方向へ排出される被計量物を一時保持した後、第１方向及び第２方向の２つの方向へ選択的に排出可能なように構成された複数のメモリホッパと、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの下方に配設され、前記計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物と前記メモリホッパから第１方向へ排出される被計量物とを集合させて下部の排出口から排出させる集合シュートと、前記メモリホッパから第２方向へ排出される被計量物を回収する回収手段と、所定の組合せ条件に基づいて、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの中から、保持されている被計量物を前記集合シュート上へ排出させる組合せである排出組合せを求める組合せ手段と、所定の回収条件に基づいて被計量物を回収すべき前記計量ホッパを特定する回収ホッパ特定手段と、前記排出組合せに選択されている前記計量ホッパに対して被計量物を第１方向へ排出させるとともに前記排出組合せに選択されている前記メモリホッパに対して被計量物を第１方向へ排出させるように制御するとともに、前記回収ホッパ特定手段により特定された前記計量ホッパと対応する前記メモリホッパが空のときに、前記特定された前記計量ホッパの被計量物が前記メモリホッパを介して前記回収手段へ排出されるように、前記特定された前記計量ホッパとそれに対応する前記メモリホッパとに対して被計量物を第２方向へ排出させるように制御する制御手段とを備えている。

この構成によれば、計量ホッパから被計量物が供給されるメモリホッパを２方向へ選択的に被計量物を排出可能な構成とし、メモリホッパ内の被計量物を集合シュートと回収手段とへ振り分けて排出できるので、生産能力を低下させることなく、排出組合せに選択されることがない計量ホッパ内の被計量物をメモリホッパを介して回収手段へ排出することができ、組合せ不良の発生頻度を低減することができる。また、排出組合せに選択されるホッパとして、計量ホッパ以外にその下方にメモリホッパを設けているため、組合せ秤の設置面積を小さくして計量精度を向上することができる。

また、前記制御手段は、さらに、前記組合せ手段によって前記所定の組合せ条件を満足する排出組合せが求められなかったときに、保持されている被計量物の重量が大きいものを優先して所定個数の前記メモリホッパを選択し、この選択した前記メモリホッパに対して被計量物を第２方向へ排出させ、この排出させた前記メモリホッパへその上方の前記計量ホッパから被計量物を供給させるように制御するよう構成されていてもよい。

この構成によれば、所定の組合せ条件を満足する排出組合せが求められなかったときに、所定個数のメモリホッパの被計量物を回収手段へ排出させることにより、被計量物を排出したメモリホッパへ計量ホッパから被計量物が供給され、同計量ホッパに新たな被計量物が供給されるので、次に排出組合せを求めることが可能になる。

また、前記組合せ手段は、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの中から前記排出組合せに選択されるホッパに保持されている被計量物の重量の合計が所定重量範囲内の値になることを前記所定の組合せ条件に含むように構成され、前記回収ホッパ特定手段は、前記所定重量範囲の上限値を超える重量の被計量物を保持している前記計量ホッパであることを前記所定の回収条件とするように構成されていてもよい。この構成によれば、排出組合せに選択されることのない計量ホッパ内の被計量物を回収することができる。

また、前記組合せ手段は、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの中から前記排出組合せに選択されるホッパに保持されている被計量物の個数の合計が組合せ目標個数と一致することを前記所定の組合せ条件に含むように構成され、前記回収ホッパ特定手段は、前記組合せ目標個数を超える個数の被計量物を保持している前記計量ホッパであることを前記所定の回収条件とするように構成されていてもよい。この構成によれば、排出組合せに選択されることのない計量ホッパ内の被計量物を回収することができる。

また、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパが異なる品種の被計量物が供給される複数のグループに分けられ、前記組合せ手段は、各々の前記グループについて前記集合シュート上へ被計量物を排出させる組合せを求め、これら全ての前記グループの組合せを合わせてなる前記排出組合せを求めるように構成され、前記回収手段は、同一品種の被計量物を回収するように各々の前記グループに対応して複数設けられていてもよい。この構成によれば、複数品種の被計量物を集合シュートへ排出するための排出組合せが求められ、排出組合せに選択されることのない計量ホッパ内の被計量物を品種別に回収することができる。

また、前記組合せ手段は、各々の前記グループの目標個数が予め定められており、各々の前記グループにおける前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの中から前記排出組合せに選択されるホッパに保持されている被計量物の個数の合計が前記グループの前記目標個数と一致することを前記所定の組合せ条件に含むように構成され、前記回収ホッパ特定手段は、各々の前記グループにおいて、前記グループの前記目標個数を超える個数の被計量物を保持している前記計量ホッパであることを前記所定の回収条件とするように構成されていてもよい。この構成によれば、複数品種の被計量物を集合シュートへ排出するための排出組合せが求められ、排出組合せに選択されることのない計量ホッパ内の被計量物を品種別に回収することができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、組合せ秤において、生産能力を低下させることなく、組合せ不良の発生頻度を低減するとともに設置面積を小さくすることができるという効果を奏する。

（ａ）は、本発明の第１の実施形態の組合せ秤を側方から視た断面の概略模式図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の組合せ秤を上方から視た概略模式図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態の組合せ秤における可動シュートからコンベアまでの排出経路及びその近傍部分の一例を示す概略側面図であり、（ｂ）は、同排出経路及びその近傍部分の概略正面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態の組合せ秤を側方から視た断面の概略模式図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の組合せ秤を上方から視た概略模式図である。 本発明の第２の実施形態における他の例の組合せ秤を側方から視た断面の概略模式図である。

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、以下では全ての図面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。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の組合せ秤を側方から視た断面の概略模式図であり、図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の組合せ秤を上方から視た概略模式図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す。

本実施形態の組合せ秤は、装置上部の中央に、図示されない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に送りこむための直進フィーダ２が設けられている。各直進フィーダ２の下方には、供給ホッパ３、計量ホッパ４及びメモリホッパ５がそれぞれ対応して設けられ、それぞれ円状に配設されている。供給ホッパ３の下方に計量ホッパ４が配置され、計量ホッパ４の斜め下方にメモリホッパ５が配置されている。また、計量ホッパ４及びメモリホッパ５の下方に集合シュート６が配設され、計量ホッパ４及びメモリホッパ５から排出される被計量物を集合させて下部に設けられた排出口６ａから排出させる。この組合せ秤の下方には例えば包装機（図示せず）が設置され、集合シュート６の排出口６ａから排出された被計量物は、包装機へ投入されて袋詰めされる。

供給ホッパ３は直進フィーダ２から送りこまれた被計量物を一時保持し、その下方に配置された計量ホッパ４へ被計量物を排出するための排出ゲート３ｇを有している。計量ホッパ４は、その上方の供給ホッパ３から供給される被計量物を一時保持し、その被計量物を外側方向（第１方向）へ排出するための排出ゲート（外側ゲート）４ａと、内側方向（第２方向）へ排出するための排出ゲート（内側ゲート）４ｂとを有し、被計量物を外側方向と内側方向とへ選択的に排出可能な構成になっている。ここで、内側方向及び外側方向とは、計量ホッパ４の配置形状である円の内側方向及び外側方向のことである。また、計量ホッパ４にはロードセル等の重量センサ４ｓが取り付けられており、この重量センサ４ｓによって計量ホッパ４内の被計量物の重量が計測される。各重量センサ４ｓの計測値は制御装置１０へ出力される。メモリホッパ５は、その斜め上方の計量ホッパ４から供給される被計量物を一時保持し、その被計量物を下方（集合シュート６）へ排出するための排出ゲート５ｇを有している。

本実施形態の組合せ秤は、複数の品種の被計量物が供給される組合せ秤である。一例として４つの品種（第１〜第４品種）の被計量物をミックス計量する組合せ秤を示し、例えば図１（ｂ）に示すように、計量ホッパ４及びメモリホッパ５が各々１６個ずつ配設されて、供給される被計量物の品種に対応して複数のグループにグループ分けされている。この例では、隣接した４個の計量ホッパ４とそれらに対応して下方に配置された４個のメモリホッパ５とを１つのグループとし、第１〜第４グループＧ１〜Ｇ４の４つにグループ分けされている。これらの各グループＧ１〜Ｇ４には、異なる品種の被計量物が供給される。これら異なる品種の被計量物が混ざらないようにするため、分散フィーダ１上に仕切り板７が配設されるとともに、異なるグループに対応する直進フィーダ２間に仕切り板８が配設されている。また、分散フィーダ１上へ被計量物を供給する供給装置（図示せず）は、異なる４品種の被計量物のそれぞれを、分散フィーダ１上の仕切り板７で区画されたそれぞれの対応箇所に供給できるように構成されている。第１グループＧ１及びそれに対応する部分（直進フィーダ２及び供給ホッパ３）には第１品種の被計量物が供給され、同様に、第２グループＧ２及びそれに対応する部分には第２品種の被計量物が供給され、第３グループＧ３及びそれに対応する部分には第３品種の被計量物が供給され、第４グループＧ４及びそれに対応する部分には第４品種の被計量物が供給される。

また、各々の計量ホッパ４に対応して、集合シュート６の上端に可動シュート９が設けられている。この可動シュート９は、集合シュート６の上端に回動自在に取り付けられ、図１（ａ）に実線で示される位置を定位置とし、計量ホッパ４内の被計量物を回収コンベア１１上へ排出するときに、鎖線で示す位置（回収位置）へ回動される。

回収コンベア１１は各グループＧ１〜Ｇ４に対応して集合シュート６の外側に配設され、各回収コンベア１１の一端側に回収容器１２が設けられている。

図２（ａ）は、可動シュート９から回収コンベア１１までの排出経路及びその近傍部分の一例を示す概略側面図であり、図２（ｂ）は、同排出経路及びその近傍部分の概略正面図である。

この場合、集合シュート６の上端に可動シュート９の軸９ａが回動自在に取り付けられ、可動シュート９の軸９ａに作動板１３が取り付けられ、この作動板１３がエアシリンダ１４のロッドに連結されている。エアシリンダ１４は図示しない部材によってその後端部が支持され、エアシリンダ１４のロッドが前進することにより、可動シュート９が鎖線で示す回収位置まで回動し、エアシリンダ１４のロッドが後退することにより、可動シュート９が実線の定位置まで戻る。可動シュート９が鎖線で示す回収位置となり、計量ホッパ４の外側ゲート４ａが開いた時に、計量ホッパ４内の被計量物が可動シュート９上へ排出される。可動シュート９、作動板１３及びエアシリンダ１４によって振分手段が構成されている。

各可動シュート９の下方には、可動シュート９上へ排出される被計量物を回収コンベア（回収手段）１１上へ導くための案内シュート１５が配設されている。各案内シュート１５の形状は、各可動シュート９と回収コンベア１１との位置関係によって異なる。また、回収コンベア１１の搬送方向（図１（ｂ）に示す矢印Ｓの方向）に沿った両側には、被計量物が回収コンベア１１から飛び出さないようにガード板１６が配設されている。

可動シュート９が鎖線で示す回収位置へ回動された状態で、外側ゲート４ａが開いて計量ホッパ４から排出された被計量物は、可動シュート９及び案内シュート１５上を滑落して、回収コンベア１１上へ載せられ、矢印Ｓの方向へ搬送されて回収容器１２へ収納される。

なお、図１（ａ）には、仕切り板７，８及び回収容器１２は図示されていない。また、図１（ｂ）には、直進フィーダ２、供給ホッパ３及びガード板１６は図示されていない。

制御装置１０は、制御手段、組合せ手段及び回収ホッパ特定手段等として機能する。制御装置１０は、ＣＰＵと、このＣＰＵの動作プログラム及び動作パラメータ等が記憶されているＲＯＭ及びＲＡＭのメモリ等を備えたマイクロコントローラ等からなり、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている動作プログラムを実行することにより、組合せ秤全体の動作の制御を行うとともに組合せ処理等を行う。すなわち、制御装置１０は、分散フィーダ１及び直進フィーダ２の振動動作を制御し、供給ホッパ３、計量ホッパ４及びメモリホッパ５の各排出ゲートの開閉動作を制御する。

また、制御装置１０は、組合せ処理において、所定の組合せ条件と、それぞれの重量センサ４ｓにより計量された計量ホッパ４およびメモリホッパ５内の被計量物の重量とに基づいて、計量ホッパ４およびメモリホッパ５の中から被計量物を排出すべきホッパ（排出ホッパ）４，５の組合せ（排出組合せ）を１つ求める。この組合せ処理において用いられるメモリホッパ５内の被計量物の重量は、その上方の計量ホッパ４において重量センサ４ｓにより計量されたときの重量値である。

さらに、ここでの組合せ処理の詳細を述べる。この組合せ処理は、第１品種〜第４品種の被計量物が供給される各グループＧ１〜Ｇ４について、所定の組合せ条件に基づいて被計量物を排出すべきホッパ４，５の組合せを１つ求め、それら各グループＧ１〜Ｇ４の組合せを合わせて排出組合せとする。ここでは、運転開始前に、第１品種〜第４品種の各品種の被計量物の単重設定値（被計量物１個の設定重量値）と、第１品種〜第４品種の各品種の目標個数及び目標重量とが、制御装置１０内のメモリに予め記憶されている。

例えば、第１〜第３品種の各品種の被計量物の単重設定値が５ｇ、第１〜第３品種の各品種の目標個数が５個、目標重量が２５ｇであり、第４品種の被計量物の単重設定値が３ｇ、第４品種の目標個数が８個、目標重量が２４ｇに設定されている。

そして、例えば、第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３の各計量ホッパ４には、各グループに対応する品種の被計量物が１個ずつ供給されるように、各計量ホッパ４に対応する直進フィーダ２等の動作が制御されている。また、第４グループＧ４の各計量ホッパ４には第４品種の被計量物が２個ずつ供給されるように、第４グループＧ４の各計量ホッパ４に対応する直進フィーダ２等の動作が制御されている。なお、このように制御されていたとしても、第１〜第３グループＧ１〜Ｇ３の各計量ホッパ４に必ずしも１個の被計量物が供給されるとは限らず、２個以上の被計量物が供給される場合もあり得る。同様に、第４グループＧ４の各計量ホッパ４に必ずしも２個の被計量物が供給されるとは限らず、１個あるいは３個以上の被計量物が供給される場合もあり得る。

制御装置１０は、組合せ処理において、例えば第１グループＧ１の組合せを求める場合、第１品種の被計量物が供給される第１グループＧ１の各ホッパ４，５に保持されている被計量物の重量と、第１品種の被計量物の単重設定値とに基づいて各ホッパ４，５に保持されている被計量物の個数を算出し、保持されている被計量物の合計個数が第１品種の目標個数と一致するホッパ４，５の組合せを１つ求めて第１グループＧ１の組合せとする。保持されている被計量物の合計個数が第１品種の目標個数と一致するホッパ４，５の組合せが複数ある場合には、それらの組合せのうち、被計量物の合計重量と第１品種の目標重量との差の絶対値が最も小さい組合せを第１グループＧ１の組合せとする。なお、各ホッパ４，５に保持されている被計量物の個数は、各ホッパ４，５に保持されている被計量物の重量を第１品種の被計量物の単重設定値で除算し、小数点以下を四捨五入することにより算出する。

第２〜第４グループＧ２〜Ｇ４の各グループの組合せについても、第１グループＧ１の組合せを求める場合と同様にして求める。そして、制御装置１０は、４つ全てのグループＧ１〜Ｇ４の組合せを合わせたホッパ４，５の組合せを排出組合せとする。

すなわち、ここでの組合せ条件は、各グループにおいて、保持されている被計量物の個数の合計がそのグループの目標個数（そのグループに供給される品種の目標個数）と一致するホッパ４，５の組合せであることである。

次に、本実施形態の組合せ秤の動作を説明する。制御装置１０により組合せ秤全体の動作が制御される。

まず、図示されない供給装置によって搬送されてきた被計量物は、分散フィーダ１上に載せられる。そして、分散フィーダ１の振動によって放射状に分散されて、各直進フィーダ２へ送られる。さらに、直進フィーダ２の振動によって直進フィーダ２の先端方向へ送られ、直進フィーダ２の先端部から排出されて供給ホッパ３に供給され、さらにその下方の計量ホッパ４へ供給され、計量ホッパ４からメモリホッパ５へ供給される。ここで、各直進フィーダ２に対応する供給ホッパ３が空の場合に、直進フィーダ２から供給ホッパ３へ被計量物が供給される。また、各供給ホッパ３の下方に位置する計量ホッパ４が空の場合に、供給ホッパ３から計量ホッパ４へ被計量物が供給される。そして、各計量ホッパ４で被計量物の重量が計量された後、計量ホッパ４の斜め下方に位置するメモリホッパ５が空の場合に、計量ホッパ４からメモリホッパ５へ被計量物が供給される。

また、制御装置１０は、計量ホッパ４で被計量物の重量が計量された後、前述の組合せ処理を行って排出組合せを求め、例えば包装機からの投入指令信号を受けて、排出組合せに選択されているホッパ４，５の排出ゲート４ａ、５ｇを開閉して集合シュート６上に被計量物を排出させる。この排出された被計量物は、集合シュート６上を滑り落ちてその排出口６ａから包装機へ投入される。ここで、少なくとも排出組合せに選択されている計量ホッパ４に対応する可動シュート９は実線で示す定位置に位置している。

制御装置１０は、被計量物が排出されて空になったメモリホッパ５の上方の計量ホッパ４が被計量物を保持している場合には、同メモリホッパ５に被計量物が供給されるように該当する計量ホッパ４の排出ゲート４ｂを開閉させる。そして、メモリホッパ５へ被計量物を供給した計量ホッパ４及び集合シュート６上へ被計量物が排出されて空になった計量ホッパ４には、その上方の供給ホッパ３から被計量物が供給されるように該当する供給ホッパ３の排出ゲート３ｇを開閉させ、所定の秤安定時間（重量センサ４ｓの出力安定時間）経過後に計量ホッパ４の被計量物の重量を計量し、次の組合せ処理を行う。このようにして一連の処理が繰り返されることにより、順次、被計量物が包装機へ投入されて袋詰めが行われる。なお、計量ホッパ４へ被計量物を供給した供給ホッパ３には被計量物が供給されるように、制御装置１０により直進フィーダ２及び分散フィーダ１が制御される。

さらに、本実施の形態では、制御装置１０は、組合せ処理を行うたびに、各グループＧ１〜Ｇ４について、予め定められている回収条件を満足する計量ホッパ４があるか否かを判定し、そのような計量ホッパ４があるときには、その計量ホッパ４を被計量物を回収すべきホッパ（以下、「回収計量ホッパ４」という）に決める。そして、回収計量ホッパ４に対応する可動シュート９を鎖線で示す回収位置へ回動させ、回収計量ホッパ４の排出ゲート４ａを開いて被計量物を排出させるとともに、回収コンベア１１を駆動させる。ここで、回収計量ホッパ４から排出された被計量物は、可動シュート９及び案内シュート１５上を滑落して回収コンベア１１に載せられて図１（ｂ）の矢印Ｓ方向へ搬送され、回収容器１２に集められる。被計量物を排出した回収計量ホッパ４には供給ホッパ３から被計量物が供給される。

上記回収条件は、各グループＧ１〜Ｇ４について定められている。例えば、任意のあるグループについて、例えば、計量ホッパ４が保持している被計量物の個数がその計量ホッパ４が属するグループの目標個数（Ｎ）を超えることである。言い換えれば、そのグループの計量ホッパ４が保持している被計量物の個数が（Ｎ＋１）個以上であることである。この保持している被計量物の個数が（Ｎ＋１）個以上であるということは、
Ｗａ＝Ｗｓ×（Ｎ＋１）
としたときの、計量ホッパ４に保持されている被計量物の重量が所定重量Ｗａ以上であるということと等価である。Ｗｓは計量ホッパ４が属するグループに供給される品種の被計量物の単重設定値である。

なお、排出組合せに選択されている計量ホッパ４からの被計量物の排出と、回収計量ホッパ４からの被計量物の排出とは、同時に行うようにしてもよいし、タイミングが異なってもよい。

さらに、本実施形態では、制御装置１０は、組合せ処理を行ったときに組合せ条件を満足する排出組合せが求められなかったとき、すなわち組合せ不良が生じたときには、所定個数（例えば２個）の計量ホッパ４の被計量物を、前述の回収計量ホッパ４の場合と同様にして、回収コンベア１１上へ排出させ、回収容器１２に回収する。例えば、前述のように第１品種の目標個数が奇数個（例えば５個）の場合に、第１グループＧ１の全てのホッパ４、５に偶数個の被計量物が供給されている状態のときには、第１グループＧ１の組合せを求めることができず、排出組合せを求めることができない。このような場合、例えば、組合せが求められなかった第１グループＧ１の所定個数の計量ホッパ４を選択し、この選択した計量ホッパ４に対応する可動シュート９を回収位置へ回動させて、上記選択した計量ホッパ４の外側ゲート４ａを開閉して被計量物を排出させる。ここで、選択する計量ホッパ４は、例えば、保持している被計量物の重量が大きいものを優先して選択するようにする。

本実施の形態では、計量ホッパ４を内側方向と外側方向との２方向へ選択的に被計量物を排出可能な構成とし、各々の計量ホッパ４に対応して計量ホッパ４から外側方向へ排出される被計量物を集合シュート６と回収コンベア１１とへ振り分ける可動シュート９を設けているので、生産能力を低下させることなく、排出組合せに選択されることがない計量ホッパ４内の被計量物を回収コンベア１１へ排出することができ、組合せ不良の発生頻度を低減することができる。また、排出組合せに選択されるホッパとして、計量ホッパ４以外にその下方にメモリホッパ５を設けているため、組合せ秤の設置面積を小さくして計量精度を向上することができる。

さらに、各品種の被計量物が供給されるグループ（Ｇ１〜Ｇ４）ごとに、回収コンベア１１及び回収容器１２を設け、品種別に被計量物を回収するようにしているため、回収した被計量物を品種別に分ける手間が不要となり、回収した被計量物の再利用が容易になる。

また、組合せ不良が発生したときには、所定個数の計量ホッパ４の被計量物を回収コンベア１１上へ排出させることにより、排出した計量ホッパ４へ新しい被計量物が供給されるので、それを計量した後に行われる組合せ処理において、排出組合せを求めることが可能になる。

（第２の実施形態）
図３（ａ）は、本発明の第２の実施形態の組合せ秤を側方から視た断面の概略模式図であり、図３（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の組合せ秤を上方から視た概略模式図である。図３（ａ）は、図３（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面を示す。図３（ａ）、（ｂ）において、図１（ａ）、（ｂ）と同一あるいは相当する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

第１の実施形態の組合せ秤では、被計量物を回収すべき回収計量ホッパ４の被計量物を同回収計量ホッパ４から直接回収していたのに対し、本実施形態では、回収計量ホッパ４からメモリホッパ５を介して回収するようにした構成である。本実施形態の図３（ａ）、（ｂ）に示す構成では、メモリホッパ５を計量ホッパ４に対し外側斜め下方に配置し、計量ホッパ４の外側ゲート４ａが開閉することにより計量ホッパ４からメモリホッパ５へ被計量物が供給される。そして、メモリホッパ５に排出ゲートとして独立して開閉可能な外側ゲート５ａ及び内側ゲート５ｂを設け、各メモリホッパ５に対応して案内シュート１５が配設されている。この案内シュート１５は、集合シュート６の上端に連結され、メモリホッパ５から外側方向へ排出される被計量物を回収コンベア１１上へ導くために設けられている。外側ゲート５ａが開閉することによりメモリホッパ５の被計量物は案内シュート１５上を滑落して回収コンベア１１上へ排出され、回収容器１２に回収される。また、内側ゲート５ｂが開閉することによりメモリホッパ５の被計量物は集合シュート６上へ排出される。また、各計量ホッパ４に対し内側斜め下方にシュート２１が配設されている。計量ホッパ４は、その保持している被計量物を外側ゲート４ａが開閉することによりメモリホッパ５へ排出し、内側ゲート４ｂが開閉することによりシュート２１を介して集合シュート６上へ排出する。なお、シュート２１は設けられていなくてもよいが、シュート２１を設けることにより、計量ホッパ４から集合シュート６上へ排出される被計量物の破損を防止できる。

本実施形態において、制御装置１０は、組合せ秤全体の動作を制御するとともに、第１の実施形態の場合と同様の組合せ処理を行う。そして、組合せ処理で求められた排出組合せに選択されているホッパ４，５に対しては、内側ゲート４ｂ、５ｂを開閉して集合シュート６に被計量物を排出させる。

また、制御装置１０は、第１の実施形態の場合と同様にして、組合せ処理を行うたびに回収計量ホッパ４があるか否かを判定する。ここで、回収計量ホッパ４がある場合には、その下方のメモリホッパ５が排出組合せに選択され、同メモリホッパ５内の被計量物が集合シュート６へ排出された後、回収計量ホッパ４の外側ゲート４ａを開閉させるとともにその下方のメモリホッパ５の外側ゲート５ａを開閉させる。これにより、回収計量ホッパ４内の被計量物をメモリホッパ５を介して回収コンベア１１上へ排出させる。被計量物を排出した回収計量ホッパ４には供給ホッパ３から被計量物が供給される。

また、制御装置１０は、組合せ不良が生じたときには、所定個数（例えば２個）のメモリホッパ５の被計量物を、回収コンベア１１上へ排出させ、回収容器１２に回収する。そして、排出したメモリホッパ５へはその上方の計量ホッパ４から被計量物を供給させ、同計量ホッパ４へ新しい被計量物が供給されるので、それを計量した後に行われる組合せ処理において、排出組合せを求めることが可能になる。

本実施の形態では、計量ホッパ４から被計量物が供給されるメモリホッパ５に外側ゲート５ａと内側ゲート５ｂとを設け、メモリホッパ５内の被計量物を集合シュート６と回収コンベア１１とへ振り分けて排出できるように構成しているので、生産能力を低下させることなく、排出組合せに選択されることがない回収計量ホッパ４内の過量の被計量物をメモリホッパ５を介して回収コンベヤ１１へ排出することができ、組合せ不良の発生頻度を低減することができる。また、排出組合せに選択されるホッパとして、計量ホッパ４以外にその下方にメモリホッパ５を設けているため、組合せ秤の設置面積を小さくして計量精度を向上することができる。

さらに、第１の実施形態同様、各品種の被計量物が供給されるグループ（Ｇ１〜Ｇ４）ごとに、回収コンベア１１及び回収容器１２を設け、品種別に被計量物を回収するようにしているため、回収した被計量物を品種別に分ける手間が不要となり、回収した被計量物の再利用が容易になる。

また、図４は、第２の実施形態における他の例の組合せ秤を側方から視た断面の概略模式図である。

この図４の構成では、図３のように案内シュート１５及び回収コンベア１６を配設しないで、メモリホッパ５を計量ホッパ４の内側斜め下方に設け、各メモリホッパ５に対応して回収パイプ（回収手段）２２を設けている。そして、計量ホッパ４は、その保持している被計量物を外側ゲート４ａが開閉することにより集合シュート６上へ排出し、内側ゲート４ｂが開閉することによりメモリホッパ５へ排出する。また、メモリホッパ５は、その保持している被計量物を外側ゲート５ａが開閉することにより集合シュート６上へ排出し、内側ゲート５ｂが開閉することにより回収パイプ２２へ排出する。回収パイプ２２は、各メモリホッパ５に対応して設けられ、集合シュート６を貫通し、メモリホッパ５から内側方向へ排出された被計量物を回収容器１２へ導くように構成されている。なお、図３の場合と同様、グループＧ１〜Ｇ４ごとに回収容器１２を設け、品種別に被計量物を回収するようにしている。また、ここでは、各回収パイプ２２を１つのメモリホッパ５に対応して設けているが、回収パイプ２２の上部の開口を拡げて、同一グループの隣接する複数のメモリホッパ５に対応して１つの回収パイプ２２を設けるようにしてもよい。

図４の制御装置１０は、図３の制御装置１０と同様にして、組合せ処理を行うとともに回収計量ホッパ４があるか否かを判定する。図４の構成では、排出組合せに選択されているホッパ４，５に対しては、外側ゲート４ａ、５ａを開閉して集合シュート６に被計量物を排出させる。また、回収計量ホッパ４がある場合には、その下方のメモリホッパ５が排出組合せに選択され、同メモリホッパ５内の被計量物が集合シュート６へ排出された後、回収計量ホッパ４の内側ゲート４ｂを開閉させるとともにその下方のメモリホッパ５の内側ゲート５ｂを開閉させる。これにより、回収計量ホッパ４内の被計量物をメモリホッパ５を介して回収パイプ２２へ排出させる。被計量物を排出した回収計量ホッパ４には供給ホッパ３から被計量物が供給される。

この図４の構成によっても、図３の構成と同様の効果が得られる。

なお、上記第１及び第２の実施形態の組合せ秤では、複数品種の被計量物が供給され、それらが組合せられて排出されるように構成されているが、単一品種の被計量物が供給されて排出するように構成されていてもよい。この場合の組合せ処理は、例えば、上記実施形態における組合せ処理において、１つのグループの組合せを求める場合と同様であり、被計量物の重量が計量されている全てのホッパ４，５の中から、被計量物の個数の合計が目標個数（組合せ目標個数）と一致する組合せを１つ求め、それを排出組合せにする。また、この場合、例えば、組合せ目標個数を超える個数の被計量物を保持している計量ホッパ４を回収計量ホッパとすればよい。

また、単一品種の被計量物が供給されて排出するように構成された場合の組合せ処理を次のようにしてもよい。例えば、被計量物の重量が計量されている全てのホッパ４，５の中から、被計量物の重量の合計が所定重量範囲（組合せ目標重量に対する許容範囲）内になる組合せを１つ求め、それを排出組合せにする。また、この場合、例えば、所定重量範囲の上限値を超える重量の被計量物を保持している計量ホッパ４を回収計量ホッパとすればよい。あるいは、排出組合せに選択されていない計量ホッパ４の中から、所定重量Ｗｍ以上の重量の被計量物を保持している計量ホッパ４を回収計量ホッパとするようにしてもよい。ここで、所定重量Ｗｍは、上記所定重量範囲の上限値以下で、かつ計量ホッパ４の目標供給量を大幅に上回る値とする。例えば所定重量Ｗｍを計量ホッパ４の目標供給量の２倍の重量値に設定してもよい。このような場合、排出組合せに選択されることがない計量ホッパに加え、排出組合せに選択されにくい計量ホッパが回収計量ホッパ４に選ばれる。

また、上記第１及び第２の実施形態のように、複数品種の被計量物が供給され、それらが組合せられて排出されるように構成されている場合において、各グループにおいて、被計量物の重量が計量されているホッパ４，５の中から、被計量物の重量の合計が目標重量に最も近い組合せを１つ求め、それらのグループの組合せをあわせて排出組合せにするようにしてもよい。また、この場合、各グループにおいて、例えば目標重量を大幅に超える重量の被計量物を保持している計量ホッパ４を回収計量ホッパとすればよい。

なお、上記第１及び第２の実施形態では、複数の計量ホッパ４及び複数のメモリホッパ５が各々円状に配設された構成の組合せ秤について説明したが、これに限られない。例えば、複数の計量ホッパ４及び複数のメモリホッパ５が各々直線状に配設された構成の組合せ秤であってもよい。

なお、上記第１及び第２の実施形態において、制御装置１０は、例えばマイクロコントローラ等によって構成されるが、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。

本発明は、生産能力を低下させることなく、組合せ不良の発生頻度を低減するとともに設置面積を小さくすることができる組合せ秤等として有用である。

４ 計量ホッパ
４ａ、４ｂ 排出ゲート
４ｓ 重量センサ
５ メモリホッパ
５ａ、５ｂ、５ｇ 排出ゲート
６ 集合シュート
７，８ 仕切り板
９ 可動シュート
１０ 制御装置
１１ 回収コンベア
１２ 回収容器
１５ 案内シュート
２２ 回収パイプ

Claims (9)

1. 供給される被計量物を一時保持した後、第１方向及び第２方向の２つの方向へ選択的に排出可能なように構成されるとともに、保持している被計量物の重量を計量する複数の計量ホッパと、
   各々の前記計量ホッパの下方に配設され、前記計量ホッパから第２方向へ排出される被計量物を一時保持して排出する複数のメモリホッパと、
   前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの下方に配設され、前記計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物と前記メモリホッパから排出される被計量物とを集合させて下部の排出口から排出させる集合シュートと、
   前記計量ホッパより下方で、かつ前記集合シュートの外側に配設され、前記計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物を回収する回収手段と、
   前記集合シュートの上端部に各々の前記計量ホッパに対応して設けられ、前記計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物を前記集合シュートと前記回収手段とへ振り分ける複数の振分手段と、
   所定の組合せ条件に基づいて、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの中から、保持されている被計量物を前記集合シュート上へ排出させる組合せである排出組合せを求める組合せ手段と、
   所定の回収条件に基づいて被計量物を回収すべき前記計量ホッパを特定する回収ホッパ特定手段と、
   前記排出組合せに選択されている前記計量ホッパに対して被計量物を第１方向へ排出させるとともに前記排出組合せに選択されている前記メモリホッパに対して被計量物を排出させるように制御するとともに、前記選択されている計量ホッパから第１方向へ排出された被計量物が前記集合シュートへ供給されるように前記選択されている前記計量ホッパに対応する前記振分手段を制御し、さらに、前記回収ホッパ特定手段により特定された前記計量ホッパに対して被計量物を第１方向へ排出させるように制御するとともに、前記特定された計量ホッパから第１方向へ排出された被計量物が前記回収手段へ供給されるように前記特定された前記計量ホッパに対応する前記振分手段を制御する制御手段とを備えた組合せ秤。
2. 前記振分手段は、前記集合シュートの上端に回動自在に取り付けられた板状部材と、前記板状部材を回動させる駆動手段とを有する、請求項１に記載の組合せ秤。
3. 前記制御手段は、さらに、前記組合せ手段によって前記所定の組合せ条件を満足する排出組合せが求められなかったときに、保持されている被計量物の重量が大きいものを優先して所定個数の前記計量ホッパを選択し、この選択した前記計量ホッパに対応する前記振分手段を、前記計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物が前記回収手段へ供給されるように制御するとともに、前記選択した前記計量ホッパに対して被計量物を第１方向へ排出させるように制御するよう構成された、請求項１または２に記載の組合せ秤。
4. 供給される被計量物を一時保持した後、第１方向及び第２方向の２つの方向へ選択的に排出可能なように構成されるとともに、保持している被計量物の重量を計量する複数の計量ホッパと、
   各々の前記計量ホッパの下方に配設され、前記計量ホッパから第２方向へ排出される被計量物を一時保持した後、第１方向及び第２方向の２つの方向へ選択的に排出可能なように構成された複数のメモリホッパと、
   前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの下方に配設され、前記計量ホッパから第１方向へ排出される被計量物と前記メモリホッパから第１方向へ排出される被計量物とを集合させて下部の排出口から排出させる集合シュートと、
   前記メモリホッパから第２方向へ排出される被計量物を回収する回収手段と、
   所定の組合せ条件に基づいて、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの中から、保持されている被計量物を前記集合シュート上へ排出させる組合せである排出組合せを求める組合せ手段と、
   所定の回収条件に基づいて被計量物を回収すべき前記計量ホッパを特定する回収ホッパ特定手段と、
   前記排出組合せに選択されている前記計量ホッパに対して被計量物を第１方向へ排出させるとともに前記排出組合せに選択されている前記メモリホッパに対して被計量物を第１方向へ排出させるように制御するとともに、前記回収ホッパ特定手段により特定された前記計量ホッパと対応する前記メモリホッパが空のときに、前記特定された前記計量ホッパの被計量物が前記メモリホッパを介して前記回収手段へ排出されるように、前記特定された前記計量ホッパとそれに対応する前記メモリホッパとに対して被計量物を第２方向へ排出させるように制御する制御手段とを備えた組合せ秤。
5. 前記制御手段は、さらに、前記組合せ手段によって前記所定の組合せ条件を満足する排出組合せが求められなかったときに、保持されている被計量物の重量が大きいものを優先して所定個数の前記メモリホッパを選択し、この選択した前記メモリホッパに対して被計量物を第２方向へ排出させ、この排出させた前記メモリホッパへその上方の前記計量ホッパから被計量物を供給させるように制御するよう構成された、請求項４に記載の組合せ秤。
6. 前記組合せ手段は、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの中から前記排出組合せに選択されるホッパに保持されている被計量物の重量の合計が所定重量範囲内の値になることを前記所定の組合せ条件に含むように構成され、
   前記回収ホッパ特定手段は、前記所定重量範囲の上限値を超える重量の被計量物を保持している前記計量ホッパであることを前記所定の回収条件とするように構成された、請求項１〜５のいずれかに記載の組合せ秤。
7. 前記組合せ手段は、前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの中から前記排出組合せに選択されるホッパに保持されている被計量物の個数の合計が組合せ目標個数と一致することを前記所定の組合せ条件に含むように構成され、
   前記回収ホッパ特定手段は、前記組合せ目標個数を超える個数の被計量物を保持している前記計量ホッパであることを前記所定の回収条件とするように構成された、請求項１〜５のいずれかに記載の組合せ秤。
8. 前記計量ホッパ及び前記メモリホッパが異なる品種の被計量物が供給される複数のグループに分けられ、
   前記組合せ手段は、各々の前記グループについて前記集合シュート上へ被計量物を排出させる組合せを求め、これら全ての前記グループの組合せを合わせてなる前記排出組合せを求めるように構成され、
   前記回収手段は、同一品種の被計量物を回収するように各々の前記グループに対応して複数設けられた、請求項１〜５のいずれかに記載の組合せ秤。
9. 前記組合せ手段は、各々の前記グループの目標個数が予め定められており、各々の前記グループにおける前記計量ホッパ及び前記メモリホッパの中から前記排出組合せに選択されるホッパに保持されている被計量物の個数の合計が前記グループの前記目標個数と一致することを前記所定の組合せ条件に含むように構成され、
   前記回収ホッパ特定手段は、各々の前記グループにおいて、前記グループの前記目標個数を超える個数の被計量物を保持している前記計量ホッパであることを前記所定の回収条件とするように構成された、請求項８に記載の組合せ秤。

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