JP2006153541A - 組合せ秤 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の計量値から一定個数を取る組合せを同時に複数選択する組合せ秤において、連数を変えずに計量精度を向上する、あるいは、計量精度を維持しつつ連数を減らす。
【解決手段】 被計量物を保持する複数の排出ホッパと、前記排出ホッパに保持されている又は供給される、被計量物の重量である計量値を検出する重量検出装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記計量値の組合せを要素が互いに重複しないように複数取り出す複合組合せの中から最適な複合組合せを選択する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、組合せ秤に関する。より詳しくは、複合組合せ演算を利用する組合せ秤に関する。

複数の計量値から一定個数を取る組合せを同時に複数選択する従来の組合せ秤として、例えば、特許文献１がある。（なお、「同時に選択する」とは、一方の組合せに参加した計量値は別の組合せには参加させない、すなわち複数の組合せにおいて参加する要素が互いに重複しないことを指す。）特許文献１に開示された組合せ秤は、複数の計量ホッパを備え、この計量ホッパに被計量物を供給した上で計量し、得られた計量値を使って組合せ演算を行う。ここにおいて、まず、任意の数の計量値を用いて組合せ演算を行い、選択された計量ホッパから被計量物を排出する。次に、残余の計量値のうち任意の数の計量値を用いて２回目の組合せ演算を行い、選択された計量機から被計量物を排出する。
特公平８−１３９５号公報

組合せ秤では、計量の精度および速度を向上することが肝要である。ここで、計量ホッパの数（以下、連数）を増やせば、それだけ計量値の選択肢が多くなり、組合せに参加する計量値の合計重量を目標とする重量に近づけ易くなる。つまり、連数が大きい程、秤の精度は向上する。しかし、連数を増やせば、それだけ装置が大きく高価になる。また、装置が大きくなれば、被計量物がシュート等の中を移動する距離が長くなる。このため、一回の排出から次の排出までの時間間隔も長くかかることになる。すなわち、連数を増やすと、計量精度は向上するが、一回の計量サイクル（計量ホッパに被計量物を供給してから包装機へ排出されるまで）にかかる時間が延びてしまう。

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものである。すなわち、複数の計量値から一定個数を取る組合せを同時に複数選択する組合せ秤において、連数を変えずに計量精度を向上する、あるいは、計量精度を維持しつつ連数を減らすことを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る組合せ秤は、被計量物を保持する複数の排出ホッパと、前記排出ホッパに保持されている又は供給される、被計量物の重量である計量値を検出する重量検出装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記計量値の組合せを要素が互いに重複しないように複数取り出す複合組合せの中から最適な複合組合せを選択する（請求項１）。これにより、全体として誤差が小さくなるように、複数の計量ホッパを選択することができる。よって、連数を変えずに計量精度を向上することができる。あるいは、計量精度を維持しつつ連数を減らすことができる。

前記制御装置が、前記最適な複合組合せを構成する組合せに参加する排出ホッパから、被計量物を同時に排出させてもよい（請求項２）。これにより、複数の包装機へ同時に被計量物を排出でき、計量速度を向上することができる。

複数の集合シュートを備えてもよい（請求項３）。これにより、排出経路を複数とすることができる。

前記制御装置が、前記最適な複合組合せを構成する組合せに参加する排出ホッパから、被計量物を同時に排出させ、同時に選択される組合せの数および前記集合シュートの数が２であってもよい（請求項４）。これにより、一回の計量サイクルで２つの組合せを排出できる。よって、計量速度を向上することができる。

前記排出ホッパは選択的に開閉可能な２個の扉を備え、前記制御装置が、前記扉のいずれを開くかを選択することで、被計量物が投入される前記集合シュートを選択してもよい（請求項５）。これにより、２つの組合せをそれぞれ異なる排出経路へと排出できる。

前記排出ホッパの下方に振り分け装置を備え、前記制御装置が、前記振り分け装置により、被計量物が投入される集合シュートを選択してもよい（請求項６）。これにより、排出経路の数が３以上であっても、それぞれに対して選択的に被計量物を排出できる。

前記排出ホッパの下方に中間ホッパを備え、前記制御装置が、前記中間ホッパにより、被計量物が投入される集合シュートを選択してもよい（請求項７）。これにより、排出経路の数が３以上であっても、それぞれに対して選択的に被計量物を排出できる。

前記集合シュートに集合ホッパを備えてもよい（請求項８）。これにより、集合シュートに排出された被計量物を一時的に保持することができる。よって、包装機のタイミングに合わせて被計量物を排出できる。

前記集合ホッパの下方に、同時に選択される組合せの数よりも少ない個数の第二の集合シュートを備えてもよい（請求項９）。これにより、包装機の数やタイミングに合わせて被計量物を排出できる。

前記第二の集合シュートの個数が１であってもよい（請求項１０）。これにより、包装機の運転サイクルが高速の場合に対応して、高速で被計量物を排出できる。

前記制御装置が、前記集合ホッパのそれぞれに保持されている被計量物を、１回の計量サイクルにおいて順次排出してもよい（請求項１１）。これにより、包装機の運転サイクルが高速の場合に対応して、高速で被計量物を排出できる。

前記集合シュートの１個は集合ホッパを備えず、その他の前記集合シュートには集合ホッパを備えてもよい（請求項１２）。これにより、集合ホッパを備えない集合シュートからは被計量物がそのまま排出される。

同時に選択される組合せにおいて少なくとも一つの組合せに対応する組合せ目標重量が他の組合せに対応する組合せ目標重量と異なっていてもよい（請求項１３）。これにより、複数の目標重量に合わせて被計量物を排出できる。

計量ホッパを備え、前記排出ホッパは前記計量ホッパであってもよい（請求項１４）。これにより、計量ホッパに保持されている被計量物の重量を計量値として複合組合せ演算を行うことができる。

前記計量ホッパは二槽式の計量ホッパであってもよい（請求項１５）。これにより、計量値の数に対して重量検出装置の数を大幅に減らすことができる。

計量ホッパと、前記計量ホッパ１個あたり複数のメモリホッパを備え、前記排出ホッパは前記メモリホッパであってもよい（請求項１６）。これにより、計量値の数に対して、計量ホッパおよび重量検出装置の数を大幅に減らすことができる。

前記制御装置は、組合せ秤をダブルシフトにより動作させてもよい（請求項１７）。これにより、計量速度を向上できる。

第一シフトで同時に選択される組合せの数と、第二シフトで同時に選択される組合せの数が等しくてもよい（請求項１８）。これにより、異なるシフトの間で同期を取りやすくなる。

以下、特許請求の範囲および明細書の記載に用いられる用語の定義について説明する。

特許請求の範囲および明細書にいう「重量検出装置」とは、被計量物の重量を検出するための装置を指す。より具体的には、計量ホッパや計量フィーダに保持された被計量物の重量を検出する重量センサなどを指す。

特許請求の範囲および明細書にいう「排出ホッパ」とは、組合せに参加するホッパ
を指す。より具体的には、例えば計量ホッパであってもよく、計量ホッパの下流に配設されたメモリホッパであってもよい。あるいはそれらを組み合わせたものであってもよい。計量ホッパは、二槽式の計量ホッパであってもよい。二槽式の計量ホッパを用いる場合には、それぞれの槽に保持された被計量物の重量が計量値とされる。すなわち、実質的には１個の計量ホッパにより２個の計量ホッパとして動作する。しかしながら、計量ホッパの上流からは、両方の槽に同時に被計量物を排出することはできない。よって、計量値の数が計量ホッパの槽の数よりも少なくなる場合がある点で、２個の別個の計量ホッパとは動作が異なる。

特許請求の範囲および明細書にいう「組合せ」とは、多数の計量値から一個以上の計量値を取り出すことを指す。

特許請求の範囲および明細書にいう「複合組合せ」とは、多数の計量値から計量値の組合せを要素が互いに重複しないように複数取り出すことを指す。

本発明は、以上に説明した構成を有し、連数を変えずに計量精度を向上することができる、あるいは、計量精度を維持しつつ連数を減らすことができる組合せ秤を提供することができるという効果を奏する。

（本発明の原理）
まず、本発明の原理について以下に説明する。

多数の計量値から一定個数を取る組合せを同時に複数選択する例として、１２個の計量値から４個を取る組合せを同時に２つ選択する場合を考える。なお、計量する目標重量（以下、組合わせ目標重量）は４０グラムとし、各計量値は略１０グラムとする。計量の条件としては、組合せ目標重量が４０グラム以上となる組合せのうち、もっとも４０グラムに近いものが最適な組合せとされるものとする。以下、各要素に番号を振り、要素の集合を｛１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２｝と表す。また、組合せは、参加する要素の番号を小さい順に並べて（１，２，３，４）と表す。

一般に行われるのは、それぞれの組合せ
（１，２，３，４），
（１，２，３，５），
（１，２，３，６），
…，
（９，１０，１１，１２）
について計量値の合計（組合せ合計重量）を演算し、その中から最適なものを選択し、これを第一の組合せとする。第一の組合せを選択する際に検討される組合せの数は_１２Ｃ_４＝４９５通りである。

次に、残った計量値から一定個数を取る組合せ合計重量の中から最適なものを第二の組合せとする。例えば、第一の組合せが（３，５，６，１２）であった場合には、残りの計量値を要素とする集合｛１，２，４，７，８，９，１０，１１｝から４つを取る組合せ
（１，２，４，７），
（１，２，４，８），
（１，２，４，９），
…，
（８，９，１０，１１）
の中から最適なものを選択し、これを第二の組合せとする。第二の組合せを選択する際に検討される組合せの数は_８Ｃ_４＝７０通りである。このような演算方法を以下、順次組合せ演算と呼ぶ。この方法で実際に計算される場合の数は４９５＋７０＝５６５通りである。

これに対し、本発明では、１２個の計量値から４個の組合せを２つ選択する場合（以下、これを複合組合せと呼ぶ）の全てを比較し、どの複合組合せが最も望ましいかを判断する。以下、集合｛１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２｝から、４個を取る組合せを２つ選択する複合組合せを、[（１，２，３，４），（５，６，７，８）］のように表す。それぞれの複合組合せは、複合組合せに参加する計量値の組ごとに並べると、
[（１，２，３，４），（５，６，７，８）］，
[（１，２，３，５），（４，６，７，８）］，
[（１，２，３，６），（４，５，７，８）］，
…，
[（１，２，３，４），（５，６，７，９）］，
[（１，２，３，５），（４，６，７，９）］，
[（１，２，３，６），（４，５，７，９）］，
…，
［（５，６，７，８），（９，１０，１１，１２）］
［（５，６，７，９），（８，１０，１１，１２）］
［（５，６，７，１０），（８，９，１１，１２）］
…，
［（５，１０，１１，１２），（６，７，８，９）］
となる。なお、ここでは、組合せに参加する計量値の番号のうち最も小さい番号がより小さいものを第一の組合せとして左側に記載している。本発明では、これらの複合組合せの中から最適なものが選択される。複合組合せの数を計算すると以下の通りである。すなわち、１２個の要素から複合組合せに参加する４×２＝８個の要素を取り出す組合せ（_１２Ｃ_８＝４９５通り）のそれぞれについて、８個の要素のどれを第一の組合せに参加させるか（_８Ｃ_４＝７０通り）を選ぶことができる。ただし、後者において第一の組合せと第二の組合せは区別しないため、重複を考慮すると半分になる。よって、複合組合せの数（実際に計算される場合の数）は、_１２Ｃ_８×_８Ｃ_４×１／２＝１７３２５通りとなる。以上のような演算を、以下、複合組合せ演算と呼ぶ。

なお、すべての複合組合せの中から最適なものを選択するものであれば、選択に用いられる条件はいかなる条件であってもよい。例えば、組合せ合計重量が何れも一定重量以上であって、かつ、それぞれの組合せ合計重量と組合せ目標重量との差（以下、誤差）の合計が最小となる複合組合せが最適と判断されてもよい。あるいは、誤差の絶対値の合計が最小となる複合組合せが最適と判断されてもよい。あるいは、誤差の二乗の合計が最小となる複合組合せが最適と判断されてもよい。

図１は、順次組合せ演算および複合組合せ演算により、１２個の計量値から４個を取る組合せを２つ選択した一例を示す図である。分かり易くするために、各計量値を大きい順に並べ、対応する計量ホッパに番号を振っている。図１を見れば分かるように、組合せ目標重量を４０．０グラムとすると、順次組合せ演算では、第一の組合せ（１，２，１１，１２）における組合せ合計重量は４０．１グラムと、組合せ目標重量にほぼ等しくなっている。しかし、第二の組合せ（７，８，９，１０）における組合せ合計重量は、４３．２グラムと、組合せ目標重量から大きく離れてしまっている。そして、誤差の合計は、３．３グラムとなっている。

一方、複合組合せ演算では、第一の組合せ（５，８，９，１２）における組合せ合計重量が４１．１グラム、第二の組合せ（６，７，１０，１１）における組合せ合計重量が４１．２グラムとなっている。誤差の合計は２．３グラムであり、順次組合せ演算に比べて小さくなっていることが分かる。

このような結果が起こる原因として、以下の理由が考えられる。すなわち、順次組合せ演算においては、第二の組合せを選択するときに、第一の組合せで余った計量値しか使うことができない。第一の組合せを組合せ目標重量に近づけるべく計量値を選択すると、第二の組合せにおける誤差が大きくなりすぎ、誤差の合計が大きくなってしまう場合がある。すなわち、順次組合せで選択される複合組合せは、必ずしも最適な（例えば誤差の合計が最も小さい）複合組合せにならない。一方、複合組合せ演算においては、全ての複合組合せの中から最適な（例えば誤差の合計を最小にするような）複合組合せを選択する。よって、複数の組合せを全体としてみると、順次組合せ演算よりも計量精度を向上させることができる。

本発明は、以上のような知見に基づいてなされたものであり、複合組合せ演算を行うことで、連数を変えずに計量精度を向上させた組合せ秤を提供する、あるいは、計量精度を維持しつつ連数を減らした組合せ秤を提供することが可能となる。

ただし、複合組合せ演算では、上述の通り、場合の数が一般的な方法に比べて大きくなるのが問題となる。ここで、近年のコンピュータ技術の発展に伴い、複雑な計算を実施しても計量サイクルに重大な影響を及ぼすほど計算時間がかからなくなったことを特筆する。以前であれば、組合せ演算の計算量が膨大であったため、実現不可能な方法が可能になった。ちなみに１０数年前のミクロコンピュータのシステムクロック周波数は１ＭＨｚから２ＭＨｚであったが、最近は２ＧＨｚから３ＧＨｚが当然となっている。つまり、２０００倍から３０００倍の高速演算が可能となった。

従来であれば計算時間を減らすことが重要であったため、組合せ秤において、複合組合せの演算をするということ自体が当業者の想像を超えていた。その根拠として、実際に複合組合せ演算を行っている組合せ秤は上梓されていない。しかし、本発明者らは、演算速度の高速化によって、複合組合せ演算を用いた組合せ秤が実現可能となっていることを動機として本発明をなした。図１を見ても、複合組合せ演算により組合せ秤の精度を向上させられることは明らかである。よって、本発明は組合せ秤の技術水準を飛躍的に高めることになる。

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。
（実施の形態）
まず最初に、本実施の形態に係る組合せのハードウェアについて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る組合せ秤のハードウェアの概略構成を側方から見た断面図である。

本実施の形態に係る組合せ秤は、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。供給ホッパ３はリニアフィーダ２から送りこまれた被計量物を受け取り、その下方に配置された計量ホッパ４が空になるとゲートを開いて計量ホッパ４へ被計量物を供給する。計量ホッパ４には重量センサ５が取り付けられており、この重量センサ５が計量ホッパ４内の被計量物の重量を検出する。計量ホッパ４の下方には、逆円錐型の集合シュート６Ａが配設され、集合シュート６Ａの内側には、同様な形状であって集合シュート６Ａより小さい集合シュート６Ｂが設けられている。計量ホッパ４の出口には、円周の外側方向と内側方向に開く２枚の扉が設けられており、外側の扉を開けば集合シュート６Ａへ、内側の扉を開けば集合シュート６Ｂへ被計量物が投入されるように取り付け位置が調整されている。また、集合シュート６Ａ、６Ｂの下端には、それぞれ集合ホッパ７Ａ、７Ｂが設けられている。そして、集合ホッパ７Ｂを閉じたまま、集合ホッパ７Ａを開くことで、集合シュート６Ａにより集合させられた被計量物のみが排出される。また、集合ホッパ７Ａから被計量物を排出後、集合ホッパ７Ｂと集合ホッパ７Ａを同時に開くことで、集合シュート６Ｂにより集合させられた被計量物が図示されない包装機へと排出される。なお、図中の矢印は被計量物の移動方向を示す。

本実施の形態において、分散フィーダ１、リニアフィーダ２は、電磁石のＯＮ−ＯＦＦにより振動する。また、供給ホッパ３、集合ホッパ７Ａ、７Ｂの出口にも、それぞれ開閉可能な扉が設けられている。

次に、制御系統について以下に説明する。図３は、本実施の形態に係る組合せ秤の制御系統および制御基板（制御装置）の概略構成を示すブロック図である。図３に示す通り、本実施の形態に係る組合せ秤の制御系統は、供給ホッパ３から計量ホッパ４に供給された被計量物の重量を検出する重量センサ５と、分散フィーダ１と、リニアフィーダ２と、供給ホッパ３と、計量ホッパ４と、および集合ホッパ７Ａ、７Ｂと、制御基板８と、入出力手段９とを備えている。なお、リニアフィーダ２、供給ホッパ３、計量ホッパ４、重量センサ５の個数はそれぞれ等しく、本実施の形態では１２個である。ただし、個数はいくつであってもよい。

なお、本実施の形態における重量センサ５には、例えばロードセルが用いられる。また、制御基板８には、例えばマイコンが用いられる。入出力手段９には、例えばタッチパネルが用いられる。ここで、入出力手段９は必ずしも単一である必要はなく、入力手段と出力手段が別個に設けられていてもよい。

次に、制御基板８の構成について説明する。図３に示す通り、制御基板８は、制御部１０および記憶部１１を有している。制御部１０には、例えばＣＰＵが用いられる。記憶部１１には、例えば内部メモリが用いられる。制御部１０と記憶部１１は相互に接続されている。また、制御部１０は、重量センサ５、入出力手段９から信号を受け取り、分散フィーダ１、リニアフィーダ２、供給ホッパ３、計量ホッパ４、集合ホッパ７Ａ乃至７Ｂ、入出力手段９に信号を与える。なお、図中の矢印は信号の伝達方向を示す。

次に、図３を参照しながら、制御基板８の動作について説明する。制御部１０に対し、入出力手段９から、組合せ目標重量やメンテナンスの必要性を判定するための条件を示すパラメータ等が入力される。制御部１０は、受け取ったパラメータ等を記憶部１１に記憶させる。記憶されたパラメータ等は、制御部１０によって読み出され、必要に応じて入出力手段９に出力され、使用者によって確認される。また、記憶部１１には、組合せ演算を行うためのプログラム等も記憶されている。制御部１０は、重量センサ５から検出信号等を受け取る。制御部１０は、記憶部１１に記憶されたプログラムを用いて、受け取った検出信号等を処理する。さらに制御部１０は、処理結果に基づいて、分散フィーダ１、リニアフィーダ２、供給ホッパ３、計量ホッパ４、集合ホッパ７Ａ乃至７Ｂに対して制御信号を与える。また、必要に応じて、処理結果を入出力手段９に出力する。以上の動作により、制御基板８は、分散フィーダ１、リニアフィーダ２、供給ホッパ３、計量ホッパ４、集合ホッパ７Ａ乃至７Ｂが供給および排出する被計量物の重量を検出、制御し、組合せ秤を運転する。

次に、本発明の特徴である、複合組合せ演算を利用した組合せ秤の動作について以下、説明する。本実施の形態に係る組合せ秤は、計量ホッパの数が１２であり、計量ホッパを４個取る組合せを同時に２つ選択する。すなわち、４個の計量ホッパからなる組合せを２個有する複合組合せを１つ選択する。ここで、それぞれの組合せについて組合せ合計重量と組合せ目標重量との差分を誤差とし、誤差の合計が最小となるような複合組合せを選択する。ただし、計量ホッパの数（連数）、組合せに参加する計量ホッパの数、組合せ目標重量、複合組合せの選択条件はいかなるものであってもよい。なお、本実施の形態では、計量ホッパが、特許請求の範囲で言う「排出ホッパ」に相当する。

図４は、本実施の形態に係る組合せ秤の制御基板８の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。以下、図４を参照しつつ、本実施の形態に係る組合せ秤の動作を説明する。

まず、供給ホッパ３から、空になっている計量ホッパ４に被計量物が供給される（ステップＳ１）。

次に、計量ホッパ４の中に保持されている被計量物の重量が検出され、これにより計量値が更新される（ステップＳ２）。計量値の数は、計量ホッパ４の数と等しく、１２である。

全ての複合組合せについて、誤差の合計が演算される（ステップＳ３）。

誤差の合計が最小となる複合組合せ（以下、最適複合組合せ）が選択される（ステップＳ４）。

最適複合組合せに含まれる一つ目の組合せに参加する計量ホッパ４から集合シュート６Ａへ被計量物が投入される（ステップＳ５）。

最適複合組合せに含まれる二つ目の組合せに参加する計量ホッパ４から集合シュート６Ｂへ被計量物が投入される（ステップＳ６）。

集合ホッパ７Ａから包装機へ被計量物が排出される（ステップＳ７）。

最後に、集合ホッパ７Ｂから包装機へ被計量物が排出される（ステップＳ８）。なお、このとき集合ホッパ７Ａは開いたままにしておき、集合ホッパ７Ｂから排出された被計量物は、集合ホッパ７Ａを通過して包装機へと投入される。

その後、再び供給ホッパ３から、空になっている計量ホッパ４（ステップＳ５およびステップＳ６において被計量物を投入した計量ホッパ４）に被計量物が供給される（ステップＳ１）。

以上のような動作により、本実施の形態に係る組合せ秤は、複合組合せ演算により、誤差の合計が最も小さくなるように、複数の組合せを同時に選択することができる。よって、連数を変えずに計量精度を向上することができる。あるいは、計量精度を維持しつつ連数を減らすことができる。

なお、必ずしも全ての複合組合せについて誤差の合計を演算する必要はない。たとえば、組合せ合計重量が組合せ目標重量よりも低くなる組合せを除外する場合には、複合組合せに含まれる組合せの何れについても組合せ合計重量が組合せ目標重量以上となる複合組合せのみ演算を行えばよい。また、誤差が一定値を超える組合せは排出しないとする条件を設定した場合には、誤差が一定値を超えない組合せのみを含む複合組合せについてのみ演算を行えばよい。また、特定の条件を満たす複合組合せについては誤差の合計が最小にならないことが、実際に誤差の合計を演算しなくても明らかな場合がある。このような場合には、かかる特定の条件を満たす複合組合せについて誤差の合計を演算する必要はない。いずれにせよ、全ての複合組合せの中で最適なものを選択するものであれば、どのような方法で演算を行ってもよい。

なお、本実施の形態では、誤差の合計が最小となる複合組合せを最適複合組合せとした。しかし、異なる条件を満たすものを最適複合組合せとしてもよい。すなわち、各々の組合せについて誤差が正であって、かつ、誤差の合計が最小となる複合組合せを最適複合組合せとしてもよい。あるいは、誤差の二乗和が最小となる複合組合せを最適複合組合せとしてもよい。あるいは、後者の条件に、さらに、組合せ合計重量が何れも一定重量以上であることを付け加えてもよい。いずれにせよ、すべての複合組合せの中から一個の複合組合せを選択するものであれば、どのような条件で最適複合組合せを選択してもよい。

また、組合せ目標重量は、複合組合せに含まれる組合せ毎に異なっていてもよい。これにより、異なる組合せ目標重量を一組として排出する場合にも対応できる。

組合せの条件については、例えば、以下のものが考えられる。複合組合せに含まれるＩ番目の組合せの組合せ目標重量をＴＷ（Ｉ）、各組合せの組合せ合計重量をＫＷ（Ｉ）とすると、
Ｅ＝ΣＡＢＳ（ＫＷ（Ｉ）−ＴＷ（Ｉ））・・・・・・・・（Ｉ＝１〜Ｋ）
で計算されるＥの値が最小になる複合組合せが選択される。これが、誤差の合計が最小となる複合組合せが選択される場合である。ここで、上式の代わりに次式を用いてもよい。

Ｅ＝Σ（ＫＷ（Ｉ）−ＴＷ（Ｉ））^２・・・・・・・・・・（Ｉ＝１〜Ｋ）
これは、誤差の二乗の合計が最小となる複合組合せが選択される場合である。また、ＫＷ（Ｉ）≧ＴＷ（Ｉ）を条件として、次式を用いてもよい。

Ｅ＝Σ（ＫＷ（Ｉ）−ＴＷ（Ｉ））・・・・・・・・・・・（Ｉ＝１〜Ｋ）
これは、複合組合せに含まれる組合せの何れについても組合せ合計重量が組合せ目標重量以上となる複合組合せの中から、誤差の合計が最小となる複合組合せが選択される場合である。このように、最適複合組合せを選択する条件は一つには限られず、どのようなものであってもよい。

なお、計量ホッパの数は必ずしも１２個でなくてもよく、異なる数であってもよい。また、同時に選択する組合せの数は、必ずしも２個でなくてもよく、３個やそれ以上であってもよい。また、１つの組合せに参加する計量ホッパの数は必ずしも４個でなくてもよく、それ以外の数であってもよい。例えば、組合せに参加する計量ホッパの数を１個から１２個までとして、あらゆる場合について複合組合せを演算してもよい。組合せ毎に、参加する計量ホッパの数が異なっていてもよい。

なお、計量ホッパの代わりに、計量フィーダとメモリホッパを備えてもよい。この場合、計量フィーダに重量センサが取り付けられており、計量フィーダに保持されている被計量物の一部がメモリホッパに供給される。そして、計量フィーダの重量の減少分が、メモリホッパに供給される被計量物の重量となり、これを計量値として複合組合せ演算が行われる。この場合には、メモリホッパが、特許請求の範囲にいう「排出ホッパ」となる。

以下、本実施の形態の変形例について説明する。
［変形例１］
図２に示された上述の構成（以下、基本構成）では、集合シュート６Ａ、６Ｂを何れも逆円錐形として重ねている。しかし、本変形例は、複数の集合シュートを図５のようにクロスさせるものである。これにより、被計量物を複数の集合シュートから同時に排出できる。よって、包装機が複数の受け入れ口を有している場合などに、より高速な計量と包装が可能となる。なお、かかる場合においても、集合シュート６Ａ、６Ｂの下端に集合ホッパを設けてもよいことは言うまでもない。
［変形例２］
本変形例は、集合シュートおよび集合ホッパの数を３以上としたものである。集合シュートおよび集合ホッパの数は、同時に選択される組合せの数と同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、集合シュートの個数が３以上であるとき、計量ホッパ４から排出された被計量物がそれぞれの集合シュートに選択的に投入される必要がある。よって、計量ホッパ４の下方に振り分け装置１２を設けてもよい。図６は、本変形例に係る組合せ秤において、振り分け装置１２を配設し、集合シュートおよび集合ホッパを４個とした場合の概略構成を側方から見た断面図である。図中の矢印は被計量物の移動方向を示す。かかる構成とすることにより、同時に選択される組合せの数をより多くできる。よって、高速計量が可能となる。

また、集合ホッパはそれぞれの集合シュートに設けてもよいし、最も外側の集合シュートには集合ホッパを設けなくてもよい。これは基本構成においても同様である。この場合、最も外側の集合シュートに投入された被計量物はそのまま排出される。
［変形例３］
本変形例は、計量ホッパ４の下方に中間ホッパ１３を設けたものである。図７は、本変形例に係る組合せ秤において、中間ホッパ１３を配設し、集合シュートおよび集合ホッパを４個とした場合の概略構成を側方から見た断面図である。図中の矢印は被計量物の移動方向を示す。かかる構成によっても、計量ホッパ４から排出された被計量物をそれぞれの集合シュートに選択的に投入することができる。したがって、同時に選択される組合せの数をより多くできる。よって、高速計量が可能となる。なお、この場合には、中間ホッパではなく計量ホッパが、特許請求の範囲にいう「排出ホッパ」となる。なぜなら、中間ホッパは、単に被計量物が投入される集合シュートを選択するために開閉されるものであって、組合せ演算に参加すべく内部に被計量物を保持するものではないからである。
［変形例４］
本変形例は、計量ホッパ４を二槽式としたものである。図８は、本変形例に係る組合せ秤の概略構成の一部を模式的に示す図である。図中の矢印は被計量物の移動方向を示す。供給ホッパ３には、選択的に開閉可能な２枚の扉が設けられ、いずれか一方を開くことで計量ホッパ４の二槽のいずれか一方のみに被計量物が供給される。重量センサ５は、計量ホッパ４の重量を検出する。そして、検出された重量の増し分から、それぞれの槽に供給された被計量物の重量が演算される。そして、計量ホッパ４には、それぞれの槽に選択的に開閉可能な２枚の扉が設けられ、いずれか一方を開くことで、集合シュート６Ａ乃至６Ｂのいずれか一方へ選択的に被計量物が投入される。かかる構成により、計量値の数に対して、計量ホッパおよび重量センサの数を大幅に減らすことができる。
［変形例５］
本変形例は、計量ホッパ４の下方に複数のメモリホッパ１４を設けたものである。図９は、本変形例に係る組合せ秤において、１個の計量ホッパ４に対し、２個のメモリホッパ１４を配設した場合の概略構成の一部を模式的に示す図である。図中の矢印は被計量物の移動方向を示す。計量ホッパ４には、選択的に開閉可能な二枚の扉が設けられ、いずれか一方を開くことでメモリホッパ１４のいずれか一方のみに被計量物が供給される。メモリホッパ１４には、選択的に開閉可能な二枚の扉が設けられ、いずれか一方を開くことで、集合シュート６Ａ乃至６Ｂのいずれか一方へ選択的に被計量物が投入される。ここで、計量ホッパ中に保持されていた被計量物の重量がメモリホッパの保持する被計量物の重量として記憶され、これを計量値として組合せ演算が行われる。かかる構成により、計量ホッパの数に対して、計量値の数（メモリホッパの個数）を大幅に増やすことができる。なお、この場合には、メモリホッパが、特許請求の範囲にいう「排出ホッパ」となる。
［変形例６］
本変形例は、集合ホッパの下方にさらに複数の第二の集合シュートおよび第二の集合ホッパを設けたものである。なお、第二の集合シュートの個数は、集合シュートの個数よりも少ないことが好ましい。図１０は、本発明の実施の形態に係る組合せ秤において、集合ホッパが３個であり、第二の集合シュートおよび第二の集合ホッパの個数が２個である場合の概略構成の一部を模式的に示す図である。図中の矢印は被計量物の移動方向を示す。集合ホッパには、選択的に開閉可能な二枚の扉が設けられ、いずれか一方を開くことで複数の第二の集合シュート１５のいずれか一方へ選択的に被計量物が投入される。さらに、第二の集合ホッパ１６から、図示されない包装機へと被計量物が排出される。かかる構成により、包装機の受け入れ口やタイミングに合わせて被計量物を排出することができる。

なお、第二の集合シュートおよび第二の集合ホッパの個数は１個であってもよい。図１１は、本発明の実施の形態に係る組合せ秤において、集合シュートおよび集合ホッパをそれぞれ２個備え、第二の集合シュートおよび第二の集合ホッパの個数は１個である場合の概略構成の一部を模式的に示す図である。図中の矢印は被計量物の移動方向を示す。集合シュート６Ａおよび６Ｂは互いにクロスしており、その下端にそれぞれ集合ホッパ７Ａおよび７Ｂが配設されている。いずれの集合ホッパから排出された被計量物も、第二の集合シュート１５により集合させられ、第二の集合ホッパ１６を通じて、図示されない包装機へと排出される。かかる構成により、１個のホッパから高速で被計量物の排出を繰り返すことができる。すなわち、包装機が、受け入れ口は１個であるが高速での動作が可能である場合に対応できる。

なお、第二の集合シュートおよび第二の集合ホッパの個数が１個である場合において、集合ホッパに保持されている被計量物を１回の計量サイクルの間に順次排出してもよい。
［変形例７］
本変形例は、本実施の形態に係る組合せ秤をダブルシフトで動作させるものである。ダブルシフトの例を以下に説明する。一例では、計量ホッパを例えば２０個備え、その内、まず１２個を使って、略４個の計量ホッパからなる組合せを同時に２つ選択して、排出する（第１シフト）。次に、第一シフトで選択されなかった計量ホッパ略４個と、最初の組合せ演算に使われなかった計量ホッパ８個を合わせた合計略１２個の計量ホッパを使って、略４個の計量ホッパからなる組合せを同時に２つ選択して、排出する（第二シフト）。その間に第一シフトで排出された計量ホッパに被計量物を供給する。そして、第二シフトで選択されなかった計量ホッパ略４個と、最初の組合せ演算に使われなかった残りの計量ホッパ８個を合わせた合計略１２個の計量ホッパを使って、再び第一シフトの組合せ演算と排出を行う。その間に第二シフトで排出された計量ホッパに被計量物を供給する。以後、これを繰り返す。すなわち、ダブルシフトでは、複数備えられた計量ホッパの一部を用いて、最適な複合組合せに参加する組合せが選択、排出される（第一シフト）。次に、残余の計量ホッパを用いて、再び最適な複合組合せに参加する組合せが選択、排出される（第二シフト）。第一シフトでは、第二シフトで被計量物を排出した計量ホッパへ被計量物が供給される。また、第二シフトでは、第一シフトで被計量物を排出した計量ホッパへ被計量物が供給される。以後、これを繰り返す。

なお、計量ホッパの数や組合せ演算に参加する計量ホッパの数、組合せに参加する計量ホッパの数は何個であってもよい。また、ダブルシフトに限られず、トリプルシフト、フォースシフトなど、シフトの数はいくつであってもよい。また、異なるシフトでは、複合組合せに参加する（同時に選択される）組合せの数が異なっていてもよい。いずれにせよ、シフトを複数とすることで、高速計量が可能となる。

本発明は、連数を変えずに計量精度を向上することができる、あるいは、計量精度を維持しつつ連数を減らすことができる組合せ秤として有用である。

順次組合せ演算および複合組合せ演算により、１２個の計量値から４個を取る組合せを２つ選択した一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る組合せ秤のハードウェアの概略構成を側方から見た断面図である。 本発明の実施の形態に係る組合せ秤の制御系統および制御基板の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る組合せ秤の制御基板の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の変形例１に係る組合せ秤において、複数の集合シュートをクロスさせる場合の概略模式図。 本発明の実施の形態の変形例２に係る組合せ秤において、振り分け装置を配設し、集合シュートおよび集合ホッパを４個とした場合の概略構成を側方から見た断面図である。 本発明の実施の形態の変形例３に係る組合せ秤において、集合シュートおよび集合ホッパを４個とした場合の概略構成を側方から見た断面図である。 本発明の実施の形態の変形例４に係る組合せの概略構成の一部を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態の変形例５に係る組合せ秤において、１個の計量ホッパに対し、２個のメモリホッパを配設した場合の概略構成の一部を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態の変形例６に係る組合せ秤において、集合ホッパが３個であり、第二の集合シュートおよび第二の集合ホッパの個数が２個である場合の概略構成の一部を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態の変形例６に係る組合せ秤において、集合シュートおよび集合ホッパをそれぞれ２個備え、第二の集合シュートおよび第二の集合ホッパの個数は１個である場合の概略構成の一部を模式的に示す図である。

符号の説明

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
５ 重量センサ
６Ａ〜６Ｄ 集合シュート
７Ａ〜７Ｄ 集合ホッパ
８ 制御基板
９ 入出力手段
１０ 制御部
１１ 記憶部
１２ 振り分け装置
１３ 中間ホッパ
１４ メモリホッパ
１５ 第二の集合シュート
１６ 第二の集合ホッパ

Claims (18)

1. 被計量物を保持する複数の排出ホッパと、
   前記排出ホッパに保持されている又は供給される、被計量物の重量である計量値を検出する重量検出装置と、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置が、前記計量値の組合せを要素が互いに重複しないように複数取り出す複合組合せの中から最適な複合組合せを選択する組合せ秤。
2. 前記制御装置が、前記最適な複合組合せを構成する組合せに参加する排出ホッパから、被計量物を同時に排出させる、請求項１に記載の組合せ秤。
3. 複数の集合シュートを備える、請求項１に記載の組合せ秤。
4. 前記制御装置が、前記最適な複合組合せを構成する組合せに参加する排出ホッパから、被計量物を同時に排出させ、同時に選択される組合せの数および前記集合シュートの数が２である、請求項１に記載の組合せ秤。
5. 前記排出ホッパは選択的に開閉可能な２個の扉を備え、前記制御装置が、前記扉のいずれを開くかを選択することで、被計量物が投入される前記集合シュートを選択する、請求項４に記載の組合せ秤。
6. 前記排出ホッパの下方に振り分け装置を備え、前記制御装置が、前記振り分け装置により、被計量物が投入される集合シュートを選択する、請求項３に記載の組合せ秤。
7. 前記排出ホッパの下方に中間ホッパを備え、前記制御装置が、前記中間ホッパにより、被計量物が投入される集合シュートを選択する、請求項３に記載の組合せ秤。
8. 前記集合シュートに集合ホッパを備える、請求項３に記載の組合せ秤。
9. 前記集合ホッパの下方に、同時に選択される組合せの数よりも少ない個数の第二の集合シュートを備える、請求項８に記載の組合せ秤。
10. 前記第二の集合シュートの個数が１である、請求項９に記載の組合せ秤。
11. 前記制御装置が、前記集合ホッパのそれぞれに保持されている被計量物を、１回の計量サイクルにおいて順次排出する、請求項１０に記載の組合せ秤。
12. 前記集合シュートの１個は集合ホッパを備えず、その他の前記集合シュートには集合ホッパを備える、請求項３に記載の組合せ秤。
13. 同時に選択される組合せにおいて少なくとも一つの組合せに対応する組合せ目標重量が他の組合せに対応する組合せ目標重量と異なる、請求項１に記載の組合せ秤。
14. 計量ホッパを備え、前記排出ホッパは前記計量ホッパである、請求項１に記載の組合せ秤。
15. 前記計量ホッパは二槽式の計量ホッパである、請求項１４に記載の組合せ秤。
16. 計量ホッパと、前記計量ホッパ１個あたり複数のメモリホッパを備え、前記排出ホッパは前記メモリホッパである、請求項１に記載の組合せ秤。
17. 前記制御装置は、組合せ秤をダブルシフトにより動作させる、請求項１に記載の組合せ秤。
18. 第一シフトで同時に選択される組合せの数と、第二シフトで同時に選択される組合せの数が等しい、請求項１７に記載の組合せ秤。
    
    
    

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