JPH10227656A - 寸法・重量計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術の寸法・重量計量装置では得られな
かった精度、簡単さ、便利さおよび作動速度および製造
経済性を有する寸法・重量計量装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 載置されたカートンの実重量を決定する
重量計量スケールと、体積を決定する必要のあるカート
ンの３軸線の直線距離を測定する可動カートン接触を備
えた測定フレームとを有する寸法・重量計量装置を開示
する。コンピュータ処理手段は、先ず、カートンの実体
積と所定の体積閾値との大小を決定し、実体積の方が大
きい場合には、カートンの寸法重量を計算しかつこの寸
法重量と実重量とを比較してどちらが大きいかを決定
し、大きい方の重量を表す信号を輸送システムに送り、
該輸送システムは、寸法・重量計量装置により、２つの
重量のうちの大きい方の重量であると決定された重量に
基づいてカートンの実際の輸送料金を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般的には、パ
ッケージまたは小包の輸送を行なう国内便業者が要求す
る料金（運賃）を決定するのに寸法・重量計量（dimens
ional weighing）を使用する技術に関し、より詳しく
は、種々の国際便業者（shipper)および国内便業者(car
rier) が、実重量に比べてかなりオーバーサイズである
パッケージおよび小包の航空便料金を決定するのに適し
た寸法・重量計量装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ａ点からＢ点への物品の輸送は、商業上
の継続的課題となっている。近年では、或る効率的な輸
送およびマテリアルハンドリング技術の開発により、バ
ーコーディング、大量配達および予選別等の労力および
コスト節約手段を利用するため、国内便業者は、輸送、
夜間配達、小包移動のより良いトラッキングおよび戻り
時の割引料金等の混合モードを、国際便業者に申し入れ
ることができる。１つの効率的作業は寸法決定（dimens
ional determination)を使用することである。国内便業
者は、輸送要求に合致させる必要のある容量キャパシテ
ィを正確に決定する必要がある。重量以外にすなわち重
量に加えて寸法を決定することにより、国際便業者は物
品をより効率的に（すなわち、輸送モードの必要性に応
じたパレットの建造）梱包できかつ国内便業者は輸送手
段（船舶、鉄道、トラック）をより効率的に満載させる
ことができる。

【０００３】寸法決定に基づく運送料金は、一般に、小
包に寸法的特徴のラベリングを付すことまたは所定の寸
法的条件に合致しない小包を分別することに対する国際
便業者の報償金を含んでいる。寸法決定に関連する技術
は、要求の増大につれて激増している。しかしながら、
国際便業者の現場でのパッケージの本質的移動でも同じ
状況にある。すなわち、パッケージは、依然として、種
々の形式の識別ラベルが小包に付される準備領域を通っ
て移動しなければならずかつどこかで荷下ろしされる場
合にも積荷目録が付される準備領域を通って移動され
る。準備領域を通る小包の移動は、シュート、コンベ
ア、ローラにより、または重量計量、寸法測定またはマ
ーキングを行なう予備プラットホームでは人手を介して
簡単に行なわれる。寸法決定は、種々の態様で使用され
ている。「３次元形状を検出する光学システム（OPTICA
L SYSTEM FOR DETECTING THREE-DIMENSIONAL SHAPE) 」
という名称に係るKakinoki等の１９９１年４月２日付米
国特許第5,004,929 号には、特定用途に適合するように
設計された寸法決定技術の一例が開示されている。この
米国特許の場合には、レーザ光学機器を用いて３次元形
状の検出および測定を行なう。この米国特許は、光を用
いて物品の像を比較し、これにより一連の測定物体につ
いて高クオリティの測定を維持できる点で重要である。
像が一致する場合にはクオリティが維持される。しかし
ながら、輸送（shipping) 用の寸法決定は、測定すべき
各物体と既存の別の測定基準との比較に基づいている。
一方、この米国特許では、検出される各物体と、同じ種
類の他の物体とを比較して、偏差を決定する。

【０００４】「コンベア用のパッケージの寸法体積およ
び重量決定システム（PACKAGE DIMENSIONAL VOLUME AND
WEIGHT DETERMINATION SYSTEM FOR CONVEYORS) 」とい
う名称に係るSoren Jensenの１９９４年７月１９日付米
国特許第5,331,118 号には、コンベアベルト上で移動す
る小包の寸法を決定するシステムが開示されている。小
包は、幅を決定するための増分測定単位を表示する目盛
りを備えたストリップ上で、かつ高さを決定する同様な
ストリップに並んで通過する。小包の長さは、光−電気
アイの通路を遮断することにより決定される。重量は、
移動重量コンベアスケール（weigh-in-motion conveyor
scale）を用いて決定される。この米国特許は、多くの
新たなハードウェアを必要としない（すなわち、小包の
移動を非効率的にする）簡単な技術を使用して小包の取
扱いを向上させる良好な例を提供する。

【０００５】測定すべき場を連続的にモニタリングでき
る技術は、「移動物体の寸法測定方法（METHOD OF MEAS
URING THE DIMENSIONS OF MOVING OBJECTS) 」という名
称に係るLois等の１９９４年６月２８日付米国特許第5,
325,178 号において知られている。この米国特許は、予
め定められた軸線に沿って測定する固定位置ＣＣＤカメ
ラを用いてコンベアベルト上の物体の長さ、幅および高
さを決定できる技術を教示している。この米国特許の欠
点は、測定装置（ＣＣＤカメラ）が固定ラインに沿って
位置しており、従って、寸法が異なる物体を正確に測定
できないことである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小包
の寸法を決定するコスト有効性に優れた手段を提供する
ことにある。本発明の特別な長所は、本発明のシステム
の使用者により、国際便業者が、作業の流れを低下させ
ることなく或いはコストアップを招くことなく、作業効
率を向上させることにより国内便業者からの料金の低減
を享受できることである。かくして、本発明は、小規模
から中規模の国内便業者および国際便業者のためのコス
ト効率に優れた充分な経済性を有しかつ高い処理能力を
有すると同時にカートンの測定およびその体積の決定に
高精度を維持できる寸法・重量計量装置に対する要望に
応えるものである。

【０００７】以上、本発明の概略的特性を簡単に説明し
たが、本発明の主目的は、従来技術の寸法・重量計量装
置では得られなかった精度、簡単さ、便利さおよび作動
速度および製造経済性を有する寸法・重量計量装置を提
供することにある。本発明の他の目的は、カートンが寸
法・重量計量装置の測定フレームのいかなる部分にも接
触することなく（測定フレームに接触すると、実重量の
測定に悪影響が及ぶ）、カートンの長さ、幅および高さ
の直線寸法測定を行なうことができる寸法・重量計量装
置を提供することにある。本発明の他の目的は、多数の
高価な光学検出デバイスを使用するのではなく、高精度
測定が可能な比較的安価な機械的測定デバイスを用いる
ことにより、カートンの長さ、幅および高さの直線寸法
を測定する寸法・重量計量装置を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、寸法・重量計量装置
に対する適正位置にカートンを迅速かつ正確に配置する
ことを妨げる構造をもたない寸法・重量計量装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の装置は、作業者
があらゆる支持構造物から妨げられることなくスケール
プラットホーム上にカートンを置くことができ、従っ
て、スケール上にカートンを置くことおよび取出し速度
をかなり増大できる。また、本発明の装置は、少数の発
光器の使用で済むため、光学検出システムのコストを大
幅に低減でき、取扱い量が小および中程度の国際便業者
および国内便業者のためのコスト有効性にかなり優れた
ものである。上記引用特許文献に開示されかつ特許請求
された寸法・重量計量装置の前述の欠点は、本発明の寸
法・重量計量装置により全部が解消されないまでも、大
部分が解決される。より詳しくは、本発明の装置は、測
定機能を遂行する高価な光学デバイスを使用することな
くかつ測定システムに対して適正位置にカートンを迅速
かつ正確に置くことを妨げるいかなる支持構造ももたな
い測定システムに適正に位置決めされたカートンの長
さ、幅および高さの直線距離を非常に正確に測定する機
械的測定システムを提供する。

【００１０】本発明のより広い態様では、本発明の寸法
・重量計量装置は、数あるファクタのうち、寸法・重量
計量装置により決定される適当な輸送重量に基づいてパ
ッケージおよび光学センサの適当な輸送料金を決定する
輸送システムに使用できる。この環境内で、本発明の寸
法・重量計量装置は、支持面を形成する手段と、該支持
面上に取り付けられる重量計量スケールであって、カー
トンを置いてその実重量を決定するためのプラットホー
ムを備えた重量計量スケールと、支持面と関連作動する
測定フレームと、プラットホーム上に置かれたカートン
の隣接表面と接触して該カートンの長さ、幅および高さ
の直線距離を測定するための、測定フレームと関連作動
する可動手段とを有している。また、重量計量スケール
および寸法測定手段の作動に応答して、カートンの寸法
重量を計算しかつ該寸法重量と実重量とを比較し、どち
らの重量の方が大きいかを決定することによりカートン
の輸送重量を決定するコンピュータ処理手段とを有し、
輸送システムが適当な輸送料金を決定するベースとなる
適当な輸送重量を決定する。

【００１１】本発明の寸法・重量計量装置のより制限さ
れた或る態様では、重量計量スケールは、測定フレーム
に隣接するカートンの表面が測定フレームに対して間隔
を隔てた関係をなして配置されるように、カートンを、
測定フレームに対してプラットホーム上の所定位置に位
置決めするための、プラットホーム上に配置されるカー
トンの基準点を定める手段を有している。基準点を定め
る手段は、プラットホーム上の所定位置に配置されるカ
ートンの表面が、測定アームに対し均一に間隔を隔てた
平行関係をなして配置されるように、測定アームに対し
て間隔を隔てた平行関係をなしてプラットホームに取り
付けられたガイド手段を備えている。測定フレームは複
数の細長い測定アームを有し、該測定アームは、カート
ンの２つの水平軸線および垂直軸線に沿って基準点に隣
接して配置される測定アームの結合部から延びており、
該結合部は基準点の極く近くに間隔を隔てた関係をなし
て配置される。プラットホーム上に置かれたカートンの
長さ、幅および高さの直線距離を測定する手段は、各測
定アームに沿って移動できるように取り付けられたカー
トン接触部材を有し、該カートン接触部材は、プラット
ホーム上の所定位置に配置されたカートンの各隣接表面
が、隣接する測定アームに沿って延びている長さを決定
する。可動接触手段は更に、カートン接触部材を、測定
アームの外方自由端に隣接するホーム位置と、測定アー
ムに隣接するカートンの表面と前記接触部材との接触点
により決定される停止位置との間で、測定アームに沿っ
て移動させる手段と、ホーム位置と前記停止位置との間
の、接触部材の移動量を決定する手段とを有している。
好ましくは、接触部材の移動量を決定する手段には、接
触部材の移動に応答してその連続的移動増分をカウント
する光学エンコーダを設ける。

【００１２】カートンの輸送重量を決定するコンピュー
タ処理手段は、カートンの実体積が体積閾値を超えるか
否かを決定する手段を有し、体積閾値を超えないときに
は、コンピュータ処理手段は、重量計量スケールにより
決定されたカートンの実重量に基づいて輸送重量を決定
し、体積閾値と同じまたは体積閾値より大きいときに
は、コンピュータ処理手段は、重量計量スケールにより
決定された重量とは無関係に、カートンの体積に基づい
て輸送重量を計算する。これを達成するため、コンピュ
ータ処理手段は、所定の体積閾値を記憶するメモリ記憶
手段と、プラットホーム上に配置されるカートンの長
さ、幅および高さの個々の直線寸法を記憶するメモリ記
憶手段と、直線寸法に基づいてカートンの体積を計算す
る手段と、カートンの計算体積と所定の体積閾値とを比
較して、どちらが大きいかを決定し、輸送システムが、
大きい法の重量に基づいてカートンの適当な輸送料金を
決定する手段とを有している。

【００１３】コンピュータ処理手段は更に、単位重量当
たりの体積に関する寸法重量定数を記憶するメモリ記憶
手段と、カートンの実体積を寸法重量定数で除すことに
より寸法重量を計算する手段と、実重量と計算寸法重量
とを比較して、どちらが大きいかを決定する手段とを有
している（大きい方の重量は、輸送システムが輸送料金
を決定する輸送重量となる）。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の上記および他の目的およ
び特徴は、添付図面に関連して以下に述べる本発明の好
ましい実施形態についての以下の詳細から明らかになる
であろう。ここで、図面、特に図１を参照すると、本発
明の寸法・重量計量装置の全体が参照番号１０で示され
ている。装置１０は、脚１３により支持された表面１２
のような任意の適当な水平面上に取り付けられかつ支持
される。もちろん、作業台、カウンタトップ、机等の任
意の適当な支持体を使用できることは明らかである。装
置１０は、表面１２または他の支持面上に載置されるベ
ース１４を有し、該ベース１４は、重量計量スケール
（その全体を参照番号２０で示す）の底壁に取り付けら
れた整合足１８を受け入れる整合孔１６を備えている。

【００１５】重量計量スケール２０は、該スケール２０
の全ての機械部品および電子部品（これらの部品はデジ
タル重量計量技術分野で良く知られたものであり、本発
明を完全に理解する上でこれ以上説明しかつ図示する必
要はない）を収容するベースユニット２２を有してい
る。スケール２０は更にプラットホーム２４を有し、該
プラットホーム２４は、重量計量すべきカートンを置く
表面を提供する。プラットホーム２４には１対の直立フ
ランジ２６が設けられており、この直立フランジ２６
は、カートンがプラットホーム２４上の正確な所定位置
に置かれるようにするガイドを構成する。図２および図
３に最も良く示すように、直立フランジ２６の隣接端
は、プラットホーム２４上に置かれるカートンの下側後
方角部の基準点２８（該基準点は、前記所定位置を確立
する）を形成し、基準点２８の趣旨については後述の説
明から明らかになるであろう。

【００１６】寸法・重量計量装置１０は更に、後述のカ
ートン測定装置の構成部品である直線寸法測定フレーム
（その全体を参照番号３０で示す）を有する。測定フレ
ーム３０は３つの細長い測定アーム３２、３４、３６を
有する。これらのうちの２つの測定アーム３２、３４は
水平面内に配向されかつカートンの２つの水平軸線に沿
って延びるように互いに垂直に配置され、第３の測定ア
ーム３６は、カートンの第３軸線に沿って延びるように
垂直に配向されている。これにより、これらの測定アー
ム３２、３４、３６は、プラットホーム２４上に置かれ
るカートンの長さ、幅および高さを表すカートンの隣接
表面に対して間隔を隔てた平行関係をなすように配置さ
れる。水平に配向される測定アーム３２、３４は適当な
ベース部材３７上に載置される。ベース部材３７は、図
３に示すようにベース１４に固定された複数の適当な支
柱３８によりベース１４上に支持されている。測定アー
ム３２、３４は、スケールプラットホーム２４の直立フ
ランジ２６に対して固定の間隔および平行関係を維持し
ている。垂直に配向された測定アーム３６も、水平測定
アーム３２、３４の内端部に隣接して、ベース部材３７
上に載置されている。好ましい実施形態として上記説明
に係るものを示したが、本発明の範囲内で、Ｌ形ベース
部材３７および測定アーム３２、３４、３６をスケール
プラットホーム２４上に直接取り付けることもできる
（この場合には、これらの部品の重量は、スケール２０
の自重となる）。また、各測定アーム３２、３４、３６
は、直線寸法測定単位（例えばインチ）を表す数字をも
つ直線スケール３９を有している。

【００１７】測定フレーム３０には、プラットホーム２
４上に置かれるカートンの長さ、幅および高さの直線距
離を測定するための手段が関連作動する。この手段は、
特に図４および図５に示すように、測定アーム３２、３
４、３６と関連する各カートン寸法を測定するための、
各測定アーム３２、３４、３６に取り付けられる可動カ
ートン接触部材装置からなる。各測定アーム３２、３
４、３６の接触部材装置は同一であるので、図４および
図５には、測定アーム３２用の１つの接触部材装置のみ
を示すが、測定アーム３４、３６にも同じ構造の接触部
材装置が取り付けられることを理解すべきである。以
上、好ましい実施形態を図示しかつ説明したが、測定ア
ーム３２、３４、３６をスケールプラットホーム２４上
に直接取り付けた場合には、測定アーム３２、３４、３
６自体が直立フランジ２６の機能を果たすため、直立フ
ランジ２６を省略できる。

【００１８】かくして、測定アーム３２は、上記態様で
支柱３８により支持されるベース部分４０と、下記の機
械部品を封入するカバー部分４２とを有している。ベー
ス部分４０は、該ベース部分４０の両端部に隣接して配
置された１対の直立支柱４４、４６を支持しており、支
柱４４は、この回りで回転できるようにアイドラプーリ
４８を支持している。支柱４６は、この回りで回転でき
るように駆動プーリ５０を支持している。両プーリ４
８、５０は、タイミングベルト５２のような適当なチェ
ーンまたはベルトにより連結され、一緒に回転するよう
になっている。駆動プーリ５０は、該プーリ５０の下部
５６の周囲を通る他のベルト５４により回転される。ま
た、ベルト５４は、可逆回転ＤＣモータ６２の駆動軸６
０に固定された小さいプーリ５８の周囲を通る。モータ
６２は、その駆動軸６０がベース部分４０に形成された
孔を通るように、ベース部分４０の下面に適当に連結ま
たは固定される。モータ６２の駆動軸６０が逆方向に回
転されると、タイミングベルト５２も対応して逆方向に
駆動されることは明白であろう。

【００１９】タイミングベルト５２の外面には、適当な
接触部材６６が一体成形されるか、適当に取り付けられ
ていて、タイミングベルト５２と一体に移動するように
なっている。接触部材６６は充分に長く、従って、図１
に最も良く示すように、スケールプラットホーム２４上
の適正位置に置かれるカートンの表面と接触できる。ま
た、タイミングベルト５２には、適当なフラグまたは他
の光遮断要素６８が一体成形されるか、適当に取り付け
られている。この光遮断要素６８は後方走行部の内端部
に隣接して配置されかつここから下方に突出している
が、その目的については後述する。図４および図６に最
も良く示すように、ベース部分４０の下面には、光学エ
ンコーダ組立体（その全体を参照番号７０で示す）が任
意の便利な態様で取り付けられている。光学エンコーダ
組立体７０は、印刷回路基板７４に取り付けられたエン
コーダセンサ７２を有する。印刷回路基板７４は装置１
０の電子制御システムの一部を形成し、これについては
後述する。エンコーダセンサ７２は互いに間隔を隔てて
配置された１対の直立支持体７６、７８を有し、該支持
体７６、７８は、それぞれ、ＬＥＤ等の光源８０および
フォトセル８２を収容している。エンコーダ組立体７０
は更に、スタートカウントセンサ８４を有し、該センサ
８４はエンコーダセンサ７２から長手方向に僅かにオフ
セットして配置されているが、その他の点はエンコーダ
センサ７２と同じである。

【００２０】図６に最も良く示すように、プーリ５０に
は、該プーリ５０と一体回転できるように、スロット付
きロータ８６が一体成形されまたは適当に取り付けられ
ている。図５には、ロータ８６がプーリ５０と一体成形
されたものが示されている。ロータ８６は、プーリ５０
の回転に応答するロータ８６の回転動の増分を定める、
等間隔に配置された垂直スロット８８を有する。部品が
図５に示すように一体に組み立てられると、ロータ８６
は直立支持体７６、７８の間、すなわち光源８０とフォ
トセル８２との間に配置される。このため、プーリ５０
従ってロータ８６が回転すると、スロット８８が光源８
０およびフォトセル８２を通過し、このため、光源８０
からの光によるフォトセル８２の賦勢を交互に許容およ
び防止する。

【００２１】再び図４に戻ると、タイミングベルト５２
から下方に延びたフラグ６８は、ベルト５２が、後述の
ホーム位置にあるとき、発光器／センサユニット８４の
直立支持体の間に配置されるようになっており、ベルト
５２が移動を開始すると、発光器／センサユニット８４
から離れる方向に移動する。図７は、上記装置の作動を
制御しかつスケール２０上に置かれたカートンの輸送重
量を決定する電子制御システムの主要構成部品を概略的
に示す。該システムは、例えばカートンの実重量すなわ
ち寸法重量を、輸送重量（該輸送重量は、実際の輸送料
金に変換する輸送システムに搬送される）に変換するこ
とに基づいている。ここに説明しかつ図示する特定構成
部品は、本発明の装置の機能の遂行に要する部品形式の
例示であり、他の特定構成部品によってもこれらの機能
を達成できる。

【００２２】電子制御システムは、装置１０の作動を制
御する適当なプロセッサユニットを備えたコンピュータ
処理手段９０を有し、該コンピュータ処理手段９０は、
プラットホーム２４上のカートンの直線寸法を決定し、
カートンの体積を計算し、該体積と所定の体積閾値とを
比較し、カートンの寸法重量を計算し、かつ、寸法重量
が、スケール２０により決定された実重量より大きいか
否かに基づいて輸送重量を決定する。かくして、コンピ
ュータ処理手段９０は設定可能な第１メモリ記憶デバイ
ス９２を有する。該メモリデバイス９２は、カートンの
体積を表す所定の体積閾値（一般に、該体積閾値は、実
寸法の如何に係わらず１立方フィートのオーダである）
を記憶しており、この閾値より低いと輸送重量はカート
ンの実重量に基づいて計算され、この閾値より高いと輸
送重量はカートンの寸法重量に基づいて計算される。コ
ンピュータ処理手段９０はまた、設定可能な第２メモリ
記憶デバイス９４を有し、該メモリデバイス９４は可変
寸法重量定数を記憶している。該定数の大きさは特定国
内便業者の選択に基づいて定められ、かつカートンの実
体積を計算された寸法重量に変換するのに使用される。
この決定の目的のため、寸法重量は単位重量当たりの立
方体積として定義される。実際の大きさは、測定が英語
またはメートル単位系を用いて行なわれたか否かに基づ
いて定められる。例えば、輸送重量を目的とするカート
ンの寸法重量として一般に米国で採用されている定数
は、国内サービスについては１９４立方インチ／ポン
ド、国際サービスについては１６６立方インチ／ポンド
である。かくして、カートンの実体積が決定されたなら
ば、該実体積をそれぞれ１９４または１６６で除し、カ
ートンの寸法重量をポンドで決定する。この寸法重量の
輸送料金への変換について以下に更に説明する。

【００２３】コンピュータ処理手段９０はまた、コンピ
ュータを示す実線枠内の破線枠内に囲まれた制御部品
（その全体を参照番号９６で示す）を有する。制御部品
９６は１つのみの測定アーム３２、３４または３６に適
用され、コンピュータ処理手段９０は実際にはこのよう
な制御部品９６を３つ（各測定アーム３２、３４、３６
に１つずつ）有することを理解すべきである（但し、こ
れらは同一であるので、１つのみが示されている）。か
くして、各制御部品９６は、ライン１００を介してモー
タ６２の作動を正転および逆転の両方向に制御するモー
タドライバ９８を有する。モータドライバ９８には電流
センサ回路１０２が接続されており、該回路１０２は、
後述するようにパドル６６がスケールプラットホーム２
４上のカートンＣの縁部に当たるときの電流レベルの上
昇に応答してモータ６２の回転方向を逆転させる目的
で、モータドライバ９８からモータ６２への電流レベル
を検出する。

【００２４】また、電流センサ回路１０２はエンコーダ
カウンタ１０４に接続されており、パドル６６がカート
ンの縁部に接触したときにカウントパルスを停止させる
信号をエンコーダカウンタ１０４に入力する。前記エン
コーダセンサ７２およびスタートカウントセンサ８４
も、それぞれライン１０６、１０８を介してエンコーダ
カウンタ１０４に接続されており、これも後述するよう
に、エンコーダカウンタ１０４がスタートカウントセン
サ８４からカウント信号を受けた後に、エンコーダカウ
ンタ１０４がエンコーダセンサ７２からのパルスをカウ
ントできるようにする。エンコーダカウンタ１０４は第
３リニアメモリ記憶／計算デバイス１１０に接続されて
おり、該デバイス１１０は、エンコーダカウンタ１０４
からのパルスカウントを、直線寸法に変換しかつ該デー
タを記憶する。

【００２５】重量計量スケール２０がライン１１２を介
してインターフェース部品１１４に接続されており、該
インターフェース部品１１４は、ライン１１６を介し
て、コンピュータ処理手段９０の一部を構成する論理演
算装置（ＣＰＵ）１１８に接続されている。第１メモリ
記憶デバイス９２および第３メモリ記憶デバイス１１０
も、コンピュータ処理手段９０内でＣＰＵ１１８に接続
されており、これらのメモリ記憶デバイスからの所定の
体積閾値および直線寸法データを、それぞれＣＰＵ１１
８に伝達する。ＣＰＵ１１８は、第３メモリ記憶デバイ
ス１１０に記憶された直線寸法からカートンの体積を計
算し、次に該体積と第１メモリ記憶デバイス９２からの
所定の体積閾値とを比較して、実体積が所定の体積閾値
より大きいか否かを決定できる。ＣＰＵ１１８はまた、
計算した体積を、第２メモリデバイス９４内に記憶され
た寸法定数で除し、次に、寸法重量と、スケール２０に
より決定されたカートンの実重量とを比較して、２つの
重量のいずれが大きいか、およびどちらが当該カートン
の輸送重量であるかを決定できる。

【００２６】更にＣＰＵ１１８は、当該重量を表す信号
を、ライン１２０を介してインターフェース１１４に送
ること、および該インターフェース１１４からライン１
２２を介して輸送システム（その全体を参照番号１２４
で示す）に送ることができる。一般に、輸送システム１
２４は、本発明のいかなる部分も構成しないかなり複雑
な処理システムである。従って、該システムが、異なる
重量についての個々の国内便業者の料金、国内便業者の
クラス、宛て先ジップコードおよび他の関連情報を記憶
すること、およびカートンの適当な輸送料金を計算する
ことにより輸送料金を表す入力信号に応答すること以外
は、説明を必要としない。コンピュータ処理手段９０お
よび該手段９０内に収容されている全ての部品は、寸法
・重量計量装置１０ではなく輸送システム１２４内に物
理的に配置できることに留意されたい。本発明を完全実
施する上で必要なことは、測定フレーム３０と関連測定
手段との間にコンピュータ処理手段９０を相互接続する
ことだけであり、コンピュータ処理手段９０の物理的配
置は選択の問題に過ぎない。

【００２７】これまで説明した装置の作動は次の通りで
ある。寸法・重量計量装置１０の設定フェーズの間、コ
ンピュータ処理手段９０は、最小体積すなわち体積閾値
を第１メモリ記憶デバイス９２に入れるべく設定され
る。以下に述べる作動説明を例示する目的で、この体積
は1,728 立方インチすなわち１立方フィートであると考
えられる。この体積は、必ずしも文字通りの立方フィー
トを意味するものではない。すなわち、１２×１２×１
２インチのカートンだけでなく、全部を掛け合わせたと
きに1,728 立方インチに等しくなる長さ、幅および高さ
の任意の組合せを意味する。作動中、カートンＣ（図
１）は、該カートンＣの後縁部および側縁部を直立ガイ
ドレール２６にぴったり当接させ、これによりカートン
Ｃを、スケール２０による重量計量および上記光学測定
手段に関連する測定アーム３２、３４、３６による寸法
測定の両方が行なえるようにカートンＣを適正所定位置
に位置決めしてスケールプラットホーム２４上に置かれ
る。カートンの実重量はスケール２０により決定され
（これは、例示の目的のため１０ポンドであると仮定す
る）、この重量は前述のようにＣＰＵ１１８に転送され
る。カートンがスケールプラットホーム２４上に適正に
位置決めされるやいなや、コーナ整合センサ１２６（こ
の実際の位置が図３に示されている）が、信号を、ライ
ン１２７を介してＣＰＵ１１８に送り、カートンＣが重
量計量（および必要ならば、寸法・重量計量）のための
適正位置にあることを表示し、次にＣＰＵ１１８は、下
記の作動サイクルを開始する。別の構成として、コーナ
整合センサ１２６を、手動プッシュボタン１２８または
所望に応じて便利に配置できる他の適当な手動制御手段
で置換し、作業者がボタン１２８を押すまでは、寸法・
重量計量装置１０が作動を開始しないようにする。

【００２８】ＣＰＵ１１８が賦勢されたか否かとは無関
係に、ＣＰＵ１１８は、ライン９７およびライン１３０
を介してモータドライバ９８に信号を送る。これによ
り、モータドライバ９８はモータ６２を賦勢し、プーリ
５０およびベルト５２を、パドル６６が図５に示すよう
にハウジング４０内の収納位置すなわちホーム位置か
ら、ほぼ参照番号６６Ａで示す位置へとハウジング４０
を出て移動する方向に駆動する。これは、エンコーダカ
ウンタ１０４がエンコーダセンサ７２からのパルスのカ
ウントを開始する位置であり、かつスタートカウントセ
ンサ８４から出て移動するフラグ６８により決定され
る。これにより、フォトセンサが、発光器からの光を、
後述と同じ態様で検出することを可能にする。この時点
で、エンコーダカウンタ１０４は、発光器８０とフォト
セル８２との間を通るロータ８６のスロット８８により
発生されるエンコーダセンサ７２からのパルスのカウン
トを開始する。

【００２９】パドル６６がカートンＣの一縁部に到達す
ると（以下、この位置を停止位置と呼ぶ）、パドル６６
は急停止され、これによりモータ６２が停止され、モー
タ電流が急激に増大する。この状態は電流センサ１０２
により検出され、該電流センサ１０２は信号をモータド
ライバ９８に送り、モータ６２の回転方向を逆転させ
る。これにより、プーリ５０およびベルト５２が逆方向
に移動して、ハウジング４０内のホーム位置に戻る。同
時に、電流センサ１０２がエンコーダカウンタ１０２に
信号を送り、エンコーダセンサ７２からのカウントパル
スを停止させ、次に、エンコーダカウンタが、カウント
されたパルス数を表示する信号をメモリ記憶ユニット１
１０に送る。これにより、メモリ記憶ユニット１１０は
カウントされたパルス数を直線寸法に変換し、該直線寸
法は次にメモリに記憶される。このプロセスは、カート
ンの寸法は、カウントスタート位置６６Ａから３つの測
定アーム３２、３４、３６の結合部でのゼロ基準点まで
の全距離を表す全パルス数から、カウントスタート位置
６６Ａから停止位置までのパドル６６の移動中にカウン
トされるパルス数を減じることにより決定されるという
点で、加算的ではなく減算的なプロセスである。

【００３０】作業者が、測定アーム３２または３４のい
ずれかに対して傾いた状態でカートンをプラットホーム
上に置き、このため、これらの測定アームのいずれか一
方または両方がカートンの側部に接触しないまま、カー
トンを停止すべき点を越えて移動し続ける可能性があ
る。このような状況に対処するため、測定アーム３２、
３４または３６のいずれかによる測定値がメモリに記憶
された所定の最小測定値より小さいことの適当な表示を
作業者に与える適当な論理回路をコンピュータ処理手段
９０または輸送システム１２４に設けることが望まれ
る。このような表示にアドバイスされると、作業者は、
カートンがスケールプラットホーム２４上に適正に置か
れたことを確認するチェック、または測定されるカート
ンが所定の最小測定値より実際に小さいことを確認する
チェックをすべきである。

【００３１】再び想起すべきは、モータドライバ９８か
ら第３メモリ記憶ユニット１１０に至る前記構成（モー
タ６２および該モータにより作動される機械部品、スタ
ートカウントセンサ８４およびエンコーダセンサ７２を
含む）は、各測定アーム３２、３４、３６について同一
であること、およびＣＰＵ１１８は、当業界で良く知ら
れた適当な手段により、適当なパドル６６の移動時に、
どの測定アーム３２、３４、３６からのパルス数がカウ
ントされたかを区別できることである。再び指摘する
が、例示の目的で、カートンＣは実際に、測定アーム３
２に沿う１２インチ、測定アーム３に沿う１４インチお
よび測定アーム３６に沿う８インチを測定すると仮定す
る。このとき、ＣＰＵ１１８は３つの機能を遂行する。
ＣＰＵ１１８は、メモリ記憶ユニット１１０からライン
１１１を介して直線寸法を受けかつカートンＣの実体積
を計算する。所与の例示の場合には、これは1,344立方
インチに等しくなるであろう。次に、ＣＰＵ１１８は、
この体積を、メモリ記憶ユニット９２に記憶された体積
閾値と比較し、1,728 立方インチの体積閾値より体積閾
値よりかなり小さいことを決定する。これは、カートン
Ｃの輸送重量が、スケール２０により決定された実重量
（すなわち、１０ポンド）と同じであること、従ってこ
の実重量が輸送システム１２４に送られる輸送重量であ
ることを意味する。次に、ＣＰＵ１１８は、カートンＣ
の実重量を表示する信号を輸送システム１２４に送り、
これにより、輸送システム１２４は適当な輸送料金を算
定できる。また、輸送システム１２４は、所定の時間内
に寸法的に測定された全てのカートンＣの輸送料金の目
録を印刷し、かつ各カートンの個々のアドレスラベルを
印刷する（一般的には、バーコード情報をカートンに付
す）ことができる。

【００３２】一方、カートンＣがスケールプラットホー
ム２４上に置かれたときに、該スケールプラットホーム
２４が１０ポンドに過ぎないことを計量するが、このカ
ートンＣの直線寸法は例えば、測定アーム３２で１５イ
ンチ、測定アーム３４で２３インチおよび測定アーム３
６で１２インチである場合には、カートンの計算体積が
4,140 立方インチ（これは、1,728 立方インチの体積閾
値を遙に上回るものである）となる点を除き、上記と同
じ手順でカートンの直線寸法を決定する。次に、ＣＰＵ
１１８は、計算体積をメモリ記憶ユニット９４に記憶さ
れた寸法定数で除すことによりカートンの寸法重量を決
定する（この例では、寸法重量は、１９４立方インチ／
ポンドの国内輸送基準であると考えられる）。ＣＰＵ１
１８は、4,140 立方インチの計算体積を１９４で除し
（この値は23.34 になる）、次に、この重量を、スケー
ル２０により決定されたカートンの実重量と比較し、ど
ちらの重量の方が大きいかを決定する。所与の例では、
23.34 の寸法重量の方が大きいので、ＣＰＵ１１８は、
この重量を表す信号を、ライン１２０を介してインター
フェース１１４に送り、更にライン１２２を介して輸送
システム１２４に送る。次に、輸送システム１２４は、
実重量が１０ポンドであった、よりカートンについて行
なったのと同様にして、23.34 ポンドについての輸送料
金を決定する。

【００３３】一方、このカートンの実重量が２５ポンド
（これは、カートンの寸法重量についての23.34 ポンド
に比較的近い）である場合には、ＣＰＵ１１８は、前述
と同様にしてカートンの寸法重量の計算のための上記プ
ロセスを続ける。この場合、比較器７４は、２５ポンド
の実重量の方が大きいことを決定し、次に、この重量を
輸送システム１２４に送って適当な輸送料金を決定す
る。本発明は、以上説明しかつ添付図面に示した特定実
施形態に限定されるものではない。これらの特定実施形
態は、本発明を実施する上で考えられる最良の形態を示
すに過ぎず、当業者には種々の変更が明らかであろう。
しかしながら、本発明は、特許請求の範囲に含まれると
考えられる種々の変更を包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を具現する寸法・重量計量装置の
斜視図であり、カートンが置かれた重量計量スケール
と、寸法測定フレームとの間の関係を示すものである。

【図２】図１と同様な本発明の寸法測定装置の拡大斜視
図であり、或る細部を露出させるため、支持体を省略し
かつスケールおよびカートンを取り外したところを示す
ものである。

【図３】図２と同様な斜視図であり、重量計量スケール
が所定位置に配置された状態の寸法測定装置を示すもの
である。

【図４】カートン測定装置の作動部品を示す分解図であ
る。

【図５】図４のカートン測定装置の斜視図であり、測定
アームの頂部カバーを取り外した状態を示すものであ
る。

【図６】図５の６−６線に沿う断面図であり、カートン
測定装置の光学エンコーダの構成部品を示すものであ
る。

【図７】本発明の寸法・重量計量装置の電子制御システ
ムの主要構成部品を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ 寸法・重量計量装置 ２０ 重量計量スケール ３０ 直線寸法測定フレーム ３２、３４、３６ 測定アーム ７０ 光学エンコーダ組立体 ９０ コンピュータ処理手段 ９６ 制御部品 １１８ ＣＰＵ １２４ 輸送システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェラルド シー フリーマン アメリカ合衆国 コネチカット州 06850 ノーウォーク ウェスト ノーウォーク ロード 185

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 輸送システムに使用する寸法・重量計量
   装置であって、数あるファクタのうち、前記寸法・重量
   計量装置により決定される適当な輸送重量に基づいてパ
   ッケージおよび小包の適当な輸送料金を決定する寸法・
   重量計量装置において、 （ａ）支持面を形成する手段と、 （ｂ）前記支持面上に取り付けられる重量計量スケール
   であって、カートンを置いてその実重量を決定するため
   のプラットホームを備えた重量計量スケールと、 （ｃ）前記支持面と関連作動する測定フレームと、 （ｄ）前記プラットホーム上に置かれたカートンの隣接
   する表面と接触して該カートンの長さ、幅および高さの
   直線距離を測定するための、前記測定フレームと関連し
   て作動する可動手段と、 （ｅ）前記重量計量スケールおよび寸法測定手段の作動
   に応答して、前記カートンの寸法重量を計算しかつ該寸
   法重量と実重量とを比較し、どちらの重量の方が大きい
   かを決定することにより前記カートンの輸送重量を決定
   するコンピュータ処理手段とを有し、 これにより輸送システムが適当な輸送料金を決定するベ
   ースとなる適当な輸送重量を決定することを特徴とする
   寸法・重量計量装置。
2. 【請求項２】 前記重量計量スケールは、前記測定フレ
   ームに隣接するカートンの前記表面が測定フレームに対
   して間隔を隔てた関係をなして配置されるように、前記
   カートンを、前記測定フレームに対して前記プラットホ
   ーム上の所定位置に位置決めするための、プラットホー
   ム上に配置されるカートンの基準点を定める手段を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の寸法・重量計量装
   置。
3. 【請求項３】 前記基準点を定める手段は、前記プラッ
   トホーム上の所定位置に配置されるカートンの前記表面
   が、測定アームに対し均一に間隔を隔てた平行関係をな
   して配置されるように、前記測定アームに対して間隔を
   隔てた平行関係をなして前記プラットホームに取り付け
   られたガイド手段を備えていることを特徴とする請求項
   ２に記載の寸法・重量計量装置。
4. 【請求項４】 前記測定フレームは複数の細長い測定ア
   ームを有し、該測定アームは、カートンの２つの水平軸
   線および垂直軸線に沿って前記基準点に隣接して配置さ
   れる前記測定アームの結合部から延びており、該結合部
   は前記基準点の極く近くに間隔を隔てた関係をなして配
   置されることを特徴とする請求項３に記載の寸法・重量
   計量装置。
5. 【請求項５】 前記寸法測定手段は、前記各測定アーム
   に沿って移動できるように取り付けられたカートン接触
   部材を有し、該カートン接触部材は、前記プラットホー
   ム上の所定位置に配置されたカートンの前記各隣接表面
   が、隣接する測定アームに沿って延びている長さを決定
   することを特徴とする請求項４に記載の寸法・重量計量
   装置。
6. 【請求項６】 前記寸法測定手段は、更に、 （ａ）前記カートン接触部材を、前記測定アームの外方
   自由端に隣接するホーム位置と、前記測定アームに隣接
   するカートンの表面と前記接触部材との接触点により決
   定される停止位置との間で、前記測定アームに沿って移
   動させる手段と、 （ｂ）前記ホーム位置と前記停止位置との間の、前記接
   触部材の移動量を決定する手段とを有することを特徴と
   する請求項５に記載の寸法・重量計量装置。
7. 【請求項７】 前記測定アームに沿って前記カートン接
   触部材を移動させる前記手段が、 （ａ）前記各測定アームのほぼ全長に沿って移動できる
   ように前記カートン接触部材を支持する手段と、 （ｂ）前記カートン接触部材を、前記ホーム位置から前
   記測定アームの反対側端部に向かって移動する方向に駆
   動する手段と、 （ｃ）前記カートン接触部材が前記停止位置でカートン
   の表面に接触する時点を検出しかつ前記カートン接触部
   材を前記停止位置からホーム位置へと移動させるべく前
   記支持手段の移動方向を逆転させる手段とを有すること
   を特徴とする請求項６に記載の寸法・重量計量装置。
8. 【請求項８】 前記接触部材の移動量を決定するための
   前記手段が、 （ａ）前記各測定アームに関連して配置されかつ前記カ
   ートン接触部材の移動に応答して、該接触部材の移動の
   増分を表示する連続パルスを発生する光学センサと、 （ｂ）該光学センサに応答して、前記接触部材の移動中
   の前記連続パルスをカウントするパルスカウント手段と
   を有することを特徴とする請求項７に記載の寸法・重量
   計量装置。
9. 【請求項９】 前記プラットホーム上に配置される前記
   カートンの輸送重量を決定する前記コンピュータ処理手
   段は、前記カートンの実体積が体積閾値を超えるか否か
   を決定する手段を有し、前記体積閾値を超えないときに
   は、前記コンピュータ処理手段は、前記重量計量スケー
   ルにより決定されたカートンの実重量に基づいて輸送重
   量を決定し、前記体積閾値と同じまたは体積閾値より大
   きいときには、前記コンピュータ処理手段は、前記重量
   計量スケールにより決定された重量とは無関係に、カー
   トンの体積に基づいて輸送重量を計算することを特徴と
   する請求項１に記載の寸法・重量計量装置。
10. 【請求項１０】 前記カートンの体積が所定の体積閾値
    を超えるか否かを決定する手段が、 （ａ）前記所定の体積閾値を記憶するメモリ記憶手段
    と、 （ｂ）前記プラットホーム上に配置されるカートンの長
    さ、幅および高さの個々の直線寸法を記憶するメモリ記
    憶手段と、 （ｃ）前記直線寸法に基づいてカートンの体積を計算す
    る手段と、 （ｄ）カートンの計算体積と所定の体積閾値とを比較し
    て、どちらが大きいかを決定する手段とを有することを
    特徴とする請求項９に記載の寸法・重量計量装置。
11. 【請求項１１】 前記プラットホーム上に配置される前
    記カートンの輸送重量を決定する前記コンピュータ処理
    手段が更に、カートンの実体積をその寸法重量に変換し
    かつ該寸法重量と実重量とを比較して、どちらが大きい
    かを決定する手段を有することを特徴とする請求項１０
    に記載の寸法・重量計量装置。
12. 【請求項１２】 前記カートンの実体積をその寸法重量
    に変換しかつ該寸法重量と実重量とを比較する手段が、 （ａ）寸法重量定数を単位重量当たりの体積単位で記憶
    するメモリ記憶手段と、 （ｂ）前記カートンの実体積を前記寸法重量定数で除す
    ことにより寸法重量を計算する手段と、 （ｃ）前記カートンの実重量と寸法重量とを比較してど
    ちらが大きいかを決定する手段とを有することを特徴と
    する請求項１１に記載の寸法・重量計量装置。